函数与不等式专题(文科)
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2019一轮复习(文科数学)不等式专题一、温故知新 夯实基础1.两个实数比较大小的依据 (1) 0a b a b ->⇔>. (2) 0a b a b -=⇔=. (3) 0a b a b -<⇔<. 2.不等式的性质(1)对称性:a b b a >⇔<; (2)传递性:,a b b c a c >>⇔>; (3)可加性:a b a c b c >⇔+>+;,a b c d a c b d >>⇔+>+;(4)可乘性:,0a b c ac bc >>⇒>;0,0a b c d ac bd >>>>⇒>;(5)可乘方性:0n n a b a b >>⇒> (,1n N n ∈≥); (6)可开方性:0a b >>⇒>(,2)n N n ∈≥.3.一元二次不等式与相应的二次函数及一元二次方程的关系在不等式0ax bx c ++> ()中,如果二次项系数,则可根据不等式的性质,将其转化为正数,再对照上表求解.有两相等实数根4.不等式20ax bx c ++> (0<)恒成立的条件 (1)不等式20ax bx c++>对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧a =b =0,c >0或⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,Δ<0. (2)不等式20ax bx c++>对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧ a =b =0,c <0或⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ<0.5.二元一次不等式(组)表示的平面区域6.确定二元一次不等式(组)表示的平面区域的方法步骤7.简单的线性规划中的基本概念82a b+ (1)基本不等式成立的条件:0,0a b >>. (2)等号成立的条件:当且仅当a b =. 9.几个重要的不等式(1) 222(,)a b ab a b R +≥∈;(2)2b aa b+≥ (,a b 同号); (3) 2()(,)2a b ab a b R +≤∈;(4222()(,)22a b a b a b R ++≤∈. 10.算术平均数与几何平均数设0,0a b >>,则,a b 的算术平均数为2a b+,,基本不等式可叙述为:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数. 11.利用基本不等式求最值问题 已知0,0x y >>,则(1)如果xy 是定值p ,那么当且仅当x y =时,x y +有最小值是 (简记:积定和最小). (2)如果x y +是定值q ,那么当且仅当x y =时,xy 有最大值是24q (简记:和定积最大).二、典例剖析 思维拓展考点一: 一元二次不等式的解法1.解下列不等式: (1) 2320x x +-≥; (2) 2(1)0x a x a -++<.【解析】(1)原不等式化为x 2-2x -3≤0, 即(x -3)(x +1)≤0,故所求不等式的解集为{x |-1≤x ≤3}. (2)原不等式可化为(x -a )(x -1)<0, 当a >1时,原不等式的解集为(1,a ); 当a =1时,原不等式的解集为∅; 当a <1时,原不等式的解集为(a,1).3.已知不等式2230x x --<的解集为A ,不等式260x x +-<的解集为B ,不等式20x ax b ++<的解集为A B ,则a b +等于( )A .-3B .1C .-1D .3【答案】A【解析】由题意得,A ={x |-1<x <3},B ={x |-3<x <2},∴A ∩B ={x |-1<x <2},由根与系数的关系可知,a =-1,b =-2,则a +b =-3.考点二: 由一元二次不等式恒成立求参数范围1.已知不等式2210mx x m --+<,是否存在实数m 使得对所有的实数x ,不等式恒成立?若存在,求出m 的取值范围;若不存在,请说明理由.【解析】不等式mx 2-2x -m +1<0恒成立,即函数f (x )=mx 2-2x -m +1的图象全部在x 轴下方.当m =0时,1-2x <0,则x >12,不满足题意;当m ≠0时,函数f (x )=mx 2-2x -m +1为二次函数, 需满足开口向下且方程mx 2-2x -m +1=0无解,即⎩⎪⎨⎪⎧m <0,Δ=4-4m 1-m <0, 不等式组的解集为空集,即m 无解.综上可知不存在这样的实数m 使不等式恒成立.2.设函数2()1(0)f x mx mx m =--≠,若对于[]1,3x ∈,()5f x m <-+恒成立,求m 的取值范围.【答案】m <0或0<m <67【解析】要使f (x )<-m +5在[1,3]上恒成立,则mx 2-mx +m -6<0,即m 221⎪⎭⎫ ⎝⎛-x +34m -6<0在x ∈[1,3]上恒成立.法一:令g (x )=m 221⎪⎭⎫ ⎝⎛-x +34m -6,x ∈[1,3].当m >0时,g (x )在[1,3]上是增函数, 所以g (x )max =g (3)=7m -6<0. 所以m <67,则0<m <67.当m <0时,g (x )在[1,3]上是减函数,所以g (x )max =g (1)=m -6<0.所以m <6,则m <0. 综上所述,m 的取值范围是m <0或0<m <67.法二:因为x 2-x +1=221⎪⎭⎫ ⎝⎛-x +34>0,又因为m (x 2-x +1)-6<0,所以m <6x 2-x +1.因为函数y =6x 2-x +1=432162+⎪⎭⎫ ⎝⎛-x 在[1,3]上的最小值为67,所以只需m <67即可.因为m ≠0,所以m 的取值范围是m <0或0<m <67.3.对任意[]1,1m ∈-,函数2()(4)42f x x m x m =+-+-的值恒大于零,求x 的取值范围.【解析】由f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m =(x -2)m +x 2-4x +4,令g (m )=(x -2)m +x 2-4x +4,则原问题转化为关于m 的一次函数问题. 由题意知在[-1,1]上,g (m )的值恒大于零,∴⎪⎩⎪⎨⎧>+-++-=>+-++-⋅-=-044)2()1(044)1()2()1(2222x x x x g x x x x g ,解得x <1或x >3.故当x 的取值范围是(-∞,1)∪(3,+∞)时,对任意的m ∈[-1,1],函数f (x )的值恒大于零.考点三 求线性目标函数的最值或范围1.(2017·全国卷Ⅲ)设,x y 满足约束条件326000x y x y +-≤⎧⎪≥⎨⎪≥⎩则z x y =-的取值范围是( )A .[-3,0]B .[-3,2]C .[0,2]D .[0,3]【答案】B【解析】作出不等式组表示的可行域如图中阴影部分所示,作出直线l 0:y =x ,平移直线l 0,当直线z =x -y 过点A (2,0)时,z 取得最大值2,当直线z =x -y 过点B (0,3)时,z 取得最小值-3,所以z =x -y 的取值范围是[-3,2]. 【易错点】本题中目标函数变为z x y -=,所以学生易把最值弄混. 【方法点拨】求解线性目标函数最值的常用方法线性目标函数的最优解一般在平面区域的顶点或边界处取得,所以对于一般的线性规划问题,若可行域是一个封闭的图形,我们可以直接解出可行域的顶点,然后将坐标代入目标函数求出相应的数值,从而确定目标函数的最值;若可行域不是封闭图形还是需要借助截距的几何意义来求最值.2.(2017·全国卷Ⅰ)设,x y 满足约束条件21210x y x y x y +≤⎧⎪+≥-⎨⎪-≤⎩则32z x y =-的最小值为________.【答案】-5【解析】解析:画出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤1,2x +y ≥-1,x -y ≤0所表示的可行域如图中阴影部分所示,由可行域知,当直线y =32x -z2过点A 时,在y 轴上的截距最大,此时z 最小,由⎩⎪⎨⎪⎧ x +2y =1,2x +y =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =1.即A (-1,1).所以z min =-5.考点四 求非线性目标函数的最值或范围1.已知(,)x y 满足001x y x y ≥⎧⎪≥⎨⎪+≤⎩则1y k x =+的最大值为( )A.12B.32 C .1 D.14【答案】C【解析】如图,不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤1表示的平面区域为△AOB 的边界及其内部区域,k =y x +1=y -0x --1表示平面区域内的点(x ,y )和点(-1,0)连线的斜率.由图知,平面区域内的点(0,1)和点(-1,0)连线的斜率最大,所以k max =1-00--1=1.2.(2018·太原模拟)已知实数,x y 满足约束条件330220240x y x y x y ++≥⎧⎪-+≤⎨⎪+-≤⎩则22z x y =+的取值范围为( )A .[]1,13B .[]1,4C.⎥⎦⎤⎢⎣⎡1354, D.⎥⎦⎤⎢⎣⎡454,【答案】C【解析】不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,由此得z =x 2+y 2的最小值为点O 到直线BC :2x -y +2=0的距离的平方,z min =45,最大值为点O 与点A (-2,3)的距离的平方,z max =|OA |2=13.【易错点】识别不出目标函数的几何意义【方法点拨】距离平方型目标函数最值问题的求法:目标函数为z =(x -a )2+(y -b )2时,可转化为可行域内的点(x ,y )与点(a ,b )之间的距离的平方求解.考点五 利用基本不等式求最值1.(2018·常州调研)若实数x 满足4x >-,则函数9()4f x x x =++的最小值为________. 【答案】2【解析】∵x >-4,∴x +4>0, ∴f (x )=x +9x +4=x +4+9x +4-4≥2(x +4)·9x +4-4=2,当且仅当x +4=9x +4,即x =-1时取等号.故f (x )=x +9x +4的最小值为2.2.若直线220(0,0)mx ny m n --=>>过点(1,2)-,则12m n+的最小值为( )A .2B .6C .12 D.3+【答案】D【解析】因为直线2mx -ny -2=0(m >0,n >0)过点(1,-2), 所以2m +2n -2=0,即m +n =1,所以1m +2n =⎪⎭⎫ ⎝⎛+n m 21(m +n )=3+n m +2mn ≥3+22,当且仅当“n m =2mn ,即n =2m ”时取等号,所以1m +2n的最小值为3+22,故选D.3.若正数,x y 满足2610x xy +-=,则2x y +的最小值是( )A.223B.23C.33D.233【答案】223【解析】因为正数x ,y 满足x 2+6xy -1=0, 所以y =1-x 26x.由⎩⎪⎨⎪⎧x >0,y >0,即⎩⎪⎨⎪⎧x >0,1-x 26x>0解得0<x <1.所以x +2y =x +1-x 23x =2x 3+13x ≥22x 3·13x =223, 当且仅当2x 3=13x ,即x =22,y =212时取等号.故x +2y 的最小值为223.考点六 基本不等式综合运用1.设,x y 满足约束条件360200,0x y x y x y --≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥≥⎩,若目标函数(0,0)z ax by a b =+>>的最大值为12,则32a b+的最小值为( ) A.256B. 83C. 113 D .4【答案】D【解析】不等式组在直角坐标系中所表示的平面区域如图中的阴影部分所示.由z =ax +by 得y =-a b x +zb ,当z 变化时,它表示经过可行域的一组平行直线,其斜率为-a b ,在y 轴上的截距为zb,由图可知当直线经过点A (4,6)时,在y 轴上的截距最大,从而z 也最大,所以4a +6b =12,即2a +3b =6,所以3a +2b =2a +3b 6·⎪⎭⎫ ⎝⎛+b a 23=16⎪⎭⎫ ⎝⎛+++a b b a 9466≥4,当且仅当a =32,b =1时等号成立.三、举一反三 成果巩固考点一 利用基本不等式求最值1.已知54x <,则1()4245f x x x =-+-的最大值为________. 【答案】1【解析】因为x <54,所以5-4x >0,则f (x )=4x -2+14x -5=-⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-x x 45145+3≤-2+3=1. 当且仅当5-4x =15-4x ,即x =1时,等号成立.故f (x )=4x -2+14x -5的最大值为1.2.已知正实数,x y 满足24xy x y ++=,则x y +的最小值为________. 【答案】 26-3【解析】因为xy +2x +y =4,所以x =4-y y +2.由x =4-yy +2>0,得-2<y <4,又y >0,则0<y <4,所以x +y =4-y y +2+y =6y +2+(y +2)-3≥26-3,当且仅当6y +2=y +2(0<y <4),即y =6-2时取等号.3.实数,x y 满足22x y +=,则39x y+的最小值是________. 【答案】6【解析】利用基本不等式可得3x +9y =3x +32y ≥23x ·32y =23x+2y.∵x +2y =2,∴3x +9y ≥232=6,当且仅当3x =32y ,即x =1,y =12时取等号.考点二 基本不等式综合运用1.设(1,2)=-OA ,(,1)a =-OB ,(,0)b =OC (0,0a b >>,O 为坐标原点),若,,A B C 三点共线,则21a b+的最小值是( ) A .4 B. 92C .8D .9 【答案】D【解析】∵AB =OB -OA =(a -1,1),AC =OC -OA =(-b -1,2),若A ,B ,C 三点共线,则有AB ∥AC ,∴(a -1)×2-1×(-b -1)=0,∴2a +b =1,又a >0,b >0, ∴2a +1b =b a 12+·(2a +b )=5+2b a +2ab≥5+2 2b a ·2ab=9, 当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧2b a =2a b ,2a +b =1,即a =b =13时等号成立.。
专题14不等式1.【2022年全国乙卷】若x ,y 满足约束条件+O2,+2N4,O0,则=2−的最大值是()A .−2B .4C .8D .122.【2021年乙卷文科】若,x y 满足约束条件4,2,3,x y x y y +≥⎧⎪-≤⎨⎪≤⎩则3z x y =+的最小值为()A .18B .10C .6D .43.【2021年乙卷文科】下列函数中最小值为4的是()A .224y x x =++B .4sin sin y x x=+C .222x xy -=+D .4ln ln y x x=+4.【2020年新课标3卷文科】已知函数f (x )=sin x +1sin x,则()A .f (x )的最小值为2B .f (x )的图象关于y 轴对称C .f (x )的图象关于直线x π=对称D .f (x )的图象关于直线2x π=对称5.【2019年新课标2卷理科】若a >b ,则A .ln(a −b )>0B .3a <3b C .a 3−b 3>0D .│a │>│b │6.【2022年新高考2卷】若x ,y 满足2+2−B =1,则()A .+≤1B .+≥−2C .2+2≤2D .2+2≥17.【2020年新高考1卷(山东卷)】已知a >0,b >0,且a +b =1,则()A .2212a b +≥B .122a b->C .22log log 2a b +≥-D≤8.【2020年新课标1卷理科】若x ,y 满足约束条件220,10,10,x y x y y +-≤⎧⎪--≥⎨⎪+≥⎩则z =x +7y 的最大值为______________.9.【2020年新课标2卷文科】若x ,y 满足约束条件1121,x y x y x y +≥-⎧⎪-≥-⎨⎪-≤⎩,,则2z x y =+的最大值是__________.10.【2020年新课标3卷理科】若x ,y 满足约束条件0,201,x y x y x +≥⎧⎪-≥⎨⎪≤⎩,,则z =3x +2y 的最大值为_________.11.【2020年新课标3卷理科】关于函数f (x )=1sin sin x x+有如下四个命题:①f (x )的图象关于y 轴对称.②f (x )的图象关于原点对称.③f (x )的图象关于直线x =2π对称.④f (x )的最小值为2.其中所有真命题的序号是__________.12.【2019年新课标2卷文科】若变量x ,y 满足约束条件23603020x y x y y ,,,+-≥⎧⎪+-≤⎨⎪-≤⎩则z =3x –y 的最大值是___________.13.【2018年新课标1卷理科】若x ,y 满足约束条件220100x y x y y --≤⎧⎪-+≥⎨⎪≤⎩,则32z x y =+的最大值为_____________.14.【2018年新课标2卷理科】若,x y 满足约束条件250,230,50,x y x y x +-≥⎧⎪-+≥⎨⎪-≤⎩则z x y =+的最大值为__________.15.【2018年新课标3卷文科】若变量x y ,满足约束条件23024020.x y x y x ++≥⎧⎪-+≥⎨⎪-≤⎩,,则13z x y =+的最大值是________.。
第1节不等式的性质与一元二次不等式考试要求 1.了解现实世界和日常生活中存在着大量的不等关系,了解不等式(组)的实际背景;2.会从实际问题的情境中抽象出一元二次不等式模型;3.通过函数图象了解一元二次不等式与相应的二次函数、一元二次方程的联系;4.会解一元二次不等式,对给定的一元二次不等式,会设计求解的程序框图.1.实数大小比较的依据(1)a>b⇔a-b>0;(2)a=b⇔a-b=0;(3)a<b⇔a-b<0.2.不等式的性质(1)对称性:a>b⇔b<a;(2)传递性:a>b,b>c⇒a>c;(3)可加性:a>b⇔a+c>b+c;a>b,c>d⇒a+c>b+d;(4)可乘性:a>b,c>0⇒ac>bc;a>b,c<0⇒ac<bc;a>b>0,c>d>0⇒ac>bd;(5)可乘方:a>b>0⇒a n>b n(n∈N,n≥1);(6)可开方:a>b>0⇒n a>n b n∈N,n≥2).3.三个“二次”间的关系判别式Δ=b 2-4ac Δ>0Δ=0Δ<0y =ax 2+bx +c (a >0)的图象ax 2+bx +c =0 (a >0)的根 有两相异实根x 1,x 2(x 1<x 2) 有两相等实根x 1=x 2=-b2a没有实数根ax 2+bx +c >0 (a >0)的解集 {x |x >x 2或x <x 1}⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≠-b 2aRax 2+bx +c <0 (a >0)的解集{x |x 1<x <x 2}4.分式不等式与整式不等式(1)f (x )g (x )>0(<0)⇔f (x )·g (x )>0(<0). (2)f (x )g (x )≥0(≤0)⇔f (x )·g (x )≥0(≤0)且g (x )≠0.1.有关分式的性质(1)若a >b >0,m >0,则b a <b +m a +m ;b a >b -ma -m (b -m >0).(2)若ab >0,且a >b ⇔1a <1b .2.绝对值不等式|x |>a (a >0)的解集为(-∞,-a )∪(a ,+∞);|x |<a (a >0)的解集为(-a ,a ).记忆口诀:大于号取两边,小于号取中间.3.对于不等式ax 2+bx +c >0,求解时不要忘记a =0时的情形.4.当Δ<0时,不等式ax 2+bx +c >0(a ≠0)的解集为R 还是,要注意区别.1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)(1)a>b⇔ac2>bc2.()(2)若不等式ax2+bx+c<0的解集为(x1,x2),则必有a>0.()(3)若方程ax2+bx+c=0(a<0)没有实数根,则不等式ax2+bx+c>0(a<0)的解集为R.()(4)x-ax-b≥0等价于(x-a)(x-b)≥0.()答案(1)×(2)√(3)×(4)×解析(1)由不等式的性质,ac2>bc2⇒a>b;反之,c=0时,a>b⇒/ ac2>bc2.(3)若方程ax2+bx+c=0(a<0)没有实根,则不等式ax2+bx+c>0(a<0)的解集为.(4)x-ax-b≥0等价于(x-a)(x-b)≥0且x-b≠0.2.已知集合A={x|x2-5x+4<0},B={x|x2-x-6<0},则A∩B=()A.(-2,3)B.(1,3)C.(3,4)D.(-2,4)答案 B解析由题意知A={x|1<x<4},B={x|-2<x<3},所以A∩B=(1,3).3.(易错题)若a>b>0,c<d<0,则一定有()A.ad>bc B.ad<bcC.ac>bd D.ac<bd答案 B解析因为c<d<0,所以0>1c>1d,两边同乘-1,得-1d>-1c>0,又a>b>0,故由不等式的性质可知-ad >-bc>0.两边同乘-1,得ad<bc.4.(2021·烟台月考)不等式1-x2+x≥0的解集为()A.[-2,1]B.(-2,1]C.(-∞,-2)∪(1,+∞)D.(-∞,-2]∪(1,+∞) 答案 B解析 原不等式化为⎩⎪⎨⎪⎧(1-x )(2+x )≥0,2+x ≠0,即⎩⎪⎨⎪⎧(x -1)(x +2)≤0,x +2≠0,解得-2<x ≤1. 5.(2022·北京海淀区调研)设一元二次不等式ax 2+bx +1>0的解集为{x |-1<x <2},则ab 的值为( ) A.1 B.-14C.4D.-12答案 B解析 因为一元二次不等式ax 2+bx +1>0的解集为{x |-1<x <2},所以方程ax 2+bx +1=0的解为-1和2,所以-1+2=-b a ,(-1)×2=1a ,所以a =-12,b =12,所以ab =-14.6.(易错题)若关于x 的不等式kx 2-kx <1的解集是全体实数,则实数k 的取值范围是________. 答案 (-4,0]解析 当k =0时,0<1恒成立,当k ≠0时,要使kx 2-kx -1<0的解集是全体实数, 只需满足⎩⎪⎨⎪⎧k <0,k 2+4k <0,解得-4<k <0.综上可知,-4<k ≤0.考点一 不等式的性质及应用1.设a >b >0,c ≠0,则下列不等式恒成立的是( ) A.1a >1bB.ac 2>bc 2C.ac >bcD.c a <c b答案 B解析 由不等式的性质易得,当a >b >0,c ≠0时,恒成立的是ac 2>bc 2. 2.若a <0,b <0,则p =b 2a +a 2b 与q =a +b 的大小关系为( ) A.p <q B.p ≤q C.p >q D.p ≥q答案 B解析 (作差法)p -q =b 2a +a 2b -a -b =b 2-a 2a +a 2-b 2b =(b 2-a 2)·⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -1b =(b 2-a 2)(b -a )ab =(b -a )2(b +a )ab ,因为a <0,b <0,所以a +b <0,ab >0. 若a =b ,则p -q =0,故p =q ; 若a ≠b ,则p -q <0,故p <q . 综上,p ≤q .故选B.3.已知3<a <8,4<b <9,则ab 的取值范围是________. 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,2解析 ∵4<b <9,∴19<1b <14, 又3<a <8,∴19×3<a b <14×8,即13<ab <2.4.设f (x )=ax 2+bx ,若1≤f (-1)≤2,2≤f (1)≤4,则f (-2)的取值范围是________. 答案 [5,10]解析 法一 设f (-2)=mf (-1)+nf (1)(m ,n 为待定系数),则4a -2b =m (a -b )+n (a +b ),即4a -2b =(m +n )a +(n -m )b . 于是得⎩⎪⎨⎪⎧m +n =4,n -m =-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =3,n =1.∴f (-2)=3f (-1)+f (1). 又∵1≤f (-1)≤2,2≤f (1)≤4. ∴5≤3f (-1)+f (1)≤10, 故5≤f (-2)≤10.法二 由⎩⎪⎨⎪⎧f (-1)=a -b ,f (1)=a +b得⎩⎪⎨⎪⎧a =12[f (-1)+f (1)],b =12[f (1)-f (-1)],∴f (-2)=4a -2b =3f (-1)+f (1). 又∵1≤f (-1)≤2,2≤f (1)≤4, ∴5≤3f (-1)+f (1)≤10, 故5≤f (-2)≤10.法三 由⎩⎪⎨⎪⎧1≤a -b ≤2,2≤a +b ≤4确定的平面区域如图阴影部分所示,当f (-2)=4a -2b 过点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,12时,取得最小值4×32-2×12=5, 当f (-2)=4a -2b 过点B (3,1)时,取得最大值4×3-2×1=10, ∴5≤f (-2)≤10.感悟提升 1.比较两个数(式)大小的两种方法2.与命题真假判断相结合问题.解决此类问题除根据不等式的性质求解外,还经常采用特殊值验证的方法.3.利用不等式性质求某些代数式的取值范围时,在多次运用不等式的性质时有可能扩大了变量的取值范围,解决的途径是先建立所求范围的整体与已知范围的整体的等量关系,最后通过“一次性”不等关系的运算求解范围. 考点二 一元二次不等式的解法例1 (1)不等式0<x 2-x -2≤4的解集为________. (2)不等式x +1x ≤3的解集是( ) A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≥12或x <0 B.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |0<x ≤12 C.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x >12或x ≤0 D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |0≤x <12 答案 (1){x |-2≤x <-1,或2<x ≤3} (2)A 解析 (1)原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x -2>0,x 2-x -2≤4,即⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x -2>0,x 2-x -6≤0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧x >2或x <-1,-2≤x ≤3.故原不等式的解集为{x |-2≤x <-1,或2<x ≤3}. (2)原不等式化为x +1x -3≤0,即1-2x x ≤0,则⎩⎪⎨⎪⎧(1-2x )·x ≤0,x ≠0,解得x ≥12或x <0,即不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≥12或x <0. 例2 解关于x 的不等式kx 2-2x +k <0(k ∈R ). 解 ①当k =0时,不等式的解为x >0.②当k >0时,若Δ=4-4k 2>0,即0<k <1时,不等式的 解为1-1-k 2k <x <1+1-k 2k ;若Δ≤0,即k ≥1时,不等式无解.③当k <0时,若Δ=4-4k 2>0,即-1<k <0时, 不等式的解为x <1+1-k 2k 或x >1-1-k 2k; 若Δ<0,即k <-1时,不等式的解集为R ; 若Δ=0,即k =-1时,不等式的解为x ≠-1, 综上所述,k ≥1时,不等式的解集为;0<k <1时,不等式的解集为 ⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |1-1-k 2k <x <1+1-k 2k ; k =0时,不等式的解集为{x |x >0}; 当-1<k <0时,不等式的解集为 ⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <1+1-k 2k ,或x >1-1-k 2k ; k =-1时,不等式的解集为{x |x ≠-1}; k <-1时,不等式的解集为R .感悟提升对含参的不等式,应对参数进行分类讨论(1)二次项中若含有参数应讨论是等于0,小于0,还是大于0,然后将不等式转化为一次不等式或二次项系数为正的形式.(2)当不等式对应方程的根的个数不确定时,讨论判别式Δ与0的关系.(3)确定无根时可直接写出解集,确定方程有两个根时,要讨论两根的大小关系,从而确定解集形式.训练1 (2022·西安调研)关于x的不等式ax-b<0的解集是(1,+∞),则关于x的不等式(ax+b)(x-3)>0的解集是()A.(-∞,-1)∪(3,+∞)B.(1,3)C.(-1,3)D.(-∞,1)∪(3,+∞)答案 C解析关于x的不等式ax-b<0即ax<b的解集是(1,+∞),∴a=b<0,∴不等式(ax+b)(x-3)>0可化为(x+1)(x-3)<0,解得-1<x<3,∴所求不等式的解集是(-1,3).考点三一元二次不等式恒成立问题角度1在实数集R上恒成立例3 对于任意实数x,不等式(a-2)x2-2(a-2)x-4<0恒成立,则实数a的取值范围是()A.(-∞,2)B.(-∞,2]C.(-2,2)D.(-2,2]答案 D解析当a-2=0,即a=2时,-4<0恒成立;当a-2≠0,即a≠2时,则有⎩⎪⎨⎪⎧a -2<0,Δ=[-2(a -2)]2-4×(a -2)×(-4)<0,解得-2<a <2.综上,实数a 的取值范围是(-2,2]. 角度2 在给定区间上恒成立例4 设函数f (x )=mx 2-mx -1(m ≠0),若对于x ∈[1,3],f (x )<-m +5恒成立,则m 的取值范围是________. 答案⎩⎨⎧⎭⎬⎫m ⎪⎪⎪0<m <67或m <0 解析 要使f (x )<-m +5在[1,3]上恒成立,故mx 2-mx +m -6<0, 则m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34m -6<0在x ∈[1,3]上恒成立.法一 令g (x )=m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34m -6,x ∈[1,3].当m >0时,g (x )在[1,3]上是增函数, 所以g (x )max =g (3)=7m -6<0. 所以m <67,则0<m <67.当m <0时,g (x )在[1,3]上是减函数, 所以g (x )max =g (1)=m -6<0. 所以m <6,所以m <0.综上所述,m 的取值范围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫m ⎪⎪⎪0<m <67或m <0.法二 因为x 2-x +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34>0,又因为m (x 2-x +1)-6<0, 所以m <6x 2-x +1.因为函数y =6x 2-x +1=6⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34在[1,3]上的最小值为67,所以只需m <67即可. 因为m ≠0,所以m的取值范围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫m ⎪⎪⎪0<m <67或m <0. 角度3 给定参数范围的恒成立问题例5 对任意m ∈[-1,1],函数f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m 的值恒大于零,求x 的取值范围.解 由f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m=(x -2)m +x 2-4x +4,令g (m )=(x -2)m +x 2-4x +4.由题意知在[-1,1]上,g (m )的值恒大于零,所以⎩⎪⎨⎪⎧g (-1)=(x -2)×(-1)+x 2-4x +4>0,g (1)=(x -2)+x 2-4x +4>0,解得x <1或x >3.故当x ∈(-∞,1)∪(3,+∞)时,对任意的m ∈[-1,1],函数f (x )的值恒大于零. 感悟提升 1.对于一元二次不等式恒成立问题,恒大于0就是相应的二次函数的图象在给定的区间上全部在x 轴上方,恒小于0就是相应的二次函数的图象在给定的区间上全部在x 轴下方.另外常转化为求二次函数的最值或用分离参数法求最值.2.解决恒成立问题一定要搞清谁是主元,谁是参数,一般地,知道谁的范围,谁就是主元,求谁的范围,谁就是参数.训练2 函数f (x )=x 2+ax +3.(1)若当x ∈R 时,f (x )≥a 恒成立,求实数a 的取值范围;(2)若当x ∈[-2,2]时,f (x )≥a 恒成立,求实数a 的取值范围;(3)若当a ∈[4,6]时,f (x )≥0恒成立,求实数x 的取值范围.解 (1)∵当x ∈R 时,x 2+ax +3-a ≥0恒成立,需Δ=a 2-4(3-a )≤0,即a 2+4a -12≤0,解得-6≤a ≤2,∴实数a 的取值范围是[-6,2].(2)由题意可转化为x 2+ax +3-a ≥0在x ∈[-2,2]上恒成立,令g (x )=x 2+ax +3-a ,则有①Δ≤0或②⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0,-a 2<-2,g (-2)=7-3a ≥0,或③⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0,-a 2>2,g (2)=7+a ≥0,解①得-6≤a ≤2,解②得a ∈,解③得-7≤a <-6.综上可得,满足条件的实数a 的取值范围是[-7,2].(3)令h (a )=xa +x 2+3.当a ∈[4,6]时,h (a )≥0恒成立.只需⎩⎪⎨⎪⎧h (4)≥0,h (6)≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 2+4x +3≥0,x 2+6x +3≥0, 解得x ≤-3-6或x ≥-3+ 6.∴实数x 的取值范围是(-∞,-3-6]∪[-3+6,+∞).一元二次方程根的分布一元二次方程的根即为对应二次函数的图象与x 轴交点的横坐标,因此,一元二次方程的根的分布问题,可以借助二次函数图象,利用数形结合的方法来研究.往往根据方程根的情况结合对应二次函数的图象建立不等关系式(组),求得参数的取值范围.例1 关于x 的方程x 2+(m -3)x +m =0满足下列条件,求m 的取值范围.(1)有两个正根;(2)有两个负根;(3)有一正一负根.解(1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧Δ=(m -3)2-4m ≥0,3-m >0,m >0,解得0<m ≤1.故m 的取值范围为(0,1].(2)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧Δ=(m -3)2-4m ≥0,3-m <0,m >0,解得m ≥9.故m 的取值范围为[9,+∞).(3)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0,m <0,解得m <0. 故m 的取值范围为(-∞,0).例2 关于x 的方程x 2+(m -3)x +m =0满足下列条件,求m 的取值范围.(1)一个根大于1,一个根小于1;(2)一个根在(-2,0)内,另一个根在(0,4)内;(3)一个根小于2,一个根大于4;(4)两个根都在(0,2)内.解 令f (x )=x 2+(m -3)x +m ,(1)若方程x 2+(m -3)x +m =0的一个根大于1,一个根小于1,则f (1)=2m -2<0,解得m <1.故m 的取值范围为(-∞,1).(2)若方程x 2+(m -3)x +m =0的一个根在(-2,0)内,另一个根在(0,4)内,则⎩⎪⎨⎪⎧f (-2)=-m +10>0,f (0)=m <0,f (4)=5m +4>0,解得-45<m <0. 故m 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫-45,0. (3)若方程x 2+(m -3)x +m =0的一个根小于2,一个根大于4,则⎩⎪⎨⎪⎧f (2)=3m -2<0,f (4)=5m +4<0,解得m <-45. 故m 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-45. (4)若方程x 2+(m -3)x +m =0的两个根都在(0,2)内,则⎩⎪⎨⎪⎧f (2)=3m -2>0,f (0)=m >0,0<-m -32<2,Δ=(m -3)2-4m ≥0,解得23<m ≤1.故m 的取值范围为⎝ ⎛⎦⎥⎤23,1.1.(2022·银川模拟)已知a ,b ,c 满足a >b >c ,且ac >0,则下列选项中一定能成立的是( )A.ab >acB.c (b -a )>0C.ab (a -c )>0D.cb 2>ca 2答案 C解析法一取a=-1,b=-2,c=-3,则ab=2<ac=3,cb2=-12<ca2=-3,排除A、D;取a=3,b=2,c=1,则c(b-a)=-1<0,排除B.法二因为a>b>c,且ac>0,所以a,b,c同号,且a-c>0,所以ab(a-c)>0.2.已知a1∈(0,1),a2∈(0,1),记M=a1a2,N=a1+a2-1,则M与N的大小关系是()A.M<NB.M>NC.M=ND.不确定答案 B解析M-N=a1a2-(a1+a2-1)=a1a2-a1-a2+1=(a1-1)(a2-1),又a1∈(0,1),a2∈(0,1),∴a1-1<0,a2-1<0.∴(a1-1)(a2-1)>0,即M-N>0,∴M>N.3.(2021·烟台模拟改编)若0<a<b<1,c>1,则下列选项错误的是()A.c a<c bB.ba c<ab cC.b-ac-a<bc D.log a c<log b c答案 D解析对于A,当c>1时,y=c x单调递增,由a<b可知c a<c b,故A正确;对于B,当c>1时,c-1>0,所以y=x c-1在(0,+∞)上单调递增,由0<a<b <1可得a c-1<b c-1,两边同时乘ab得ba c<ab c,故B正确;对于C ,因为b -ac -a -b c =(b -a )c -b (c -a )(c -a )c =a (b -c )c (c -a ), 又0<a <b <1,c >1,所以c -a >0,b -c <0,所以a (b -c )c (c -a )<0,即b -a c -a <b c ,故C 正确;对于D ,当c >1时,y =log c x 在(0,+∞)上单调递增,由0<a <b <1可得log c a<log c b <0,则1log c a >1log c b ,即log a c >log b c ,故D 错误,故选D. 4.不等式|x |(1-2x )>0的解集为( )A.(-∞,0)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,12 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞ D.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12 答案 A解析 当x ≥0时,原不等式即为x (1-2x )>0,所以0<x <12;当x <0时,原不等式即为-x (1-2x )>0,所以x <0,综上,原不等式的解集为(-∞,0)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12. 5.(2022·渭南质检)若不等式ax 2+bx +c >0的解集为{x |-1<x <2},那么不等式a (x 2+1)+b (x -1)+c >2ax 的解集为( )A.{x |-2<x <1}B.{x |x <-2或x >1}C.{x |0<x <3}D.{x |x <0或x >3}答案 C解析 由a (x 2+1)+b (x -1)+c >2ax 整理得ax 2+(b -2a )x +(a +c -b )>0.① 又不等式ax 2+bx +c >0的解集为{x |-1<x <2},所以a <0,且-1,2是方程ax 2+bx +c =0的两根,由根与系数的关系可知⎩⎪⎨⎪⎧-1+2=-b a ,(-1)×2=c a ,即⎩⎪⎨⎪⎧b a =-1,c a =-2.② 将①两边同除以a 得x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a -2x +⎝ ⎛⎭⎪⎫1+c a -b a <0, 将②代入得x 2-3x <0,解得0<x <3,故选C.6.已知二次函数f (x )=ax 2-(a +2)x +1(a ∈Z ),且函数f (x )在(-2,-1)上恰有一个零点,则不等式f (x )>1的解集是( )A.(-∞,-1)∪(0,+∞)B.(-∞,0)∪(1,+∞)C.(-1,0)D.(0,1)答案 C解析 由Δ=[-(a +2)]2-4a =a 2+4>0知,函数f (x )必有两个不同的零点, 又f (x )在(-2,-1)上恰有一个零点,则f (-2)·f (-1)<0,即(6a +5)(2a +3)<0,解得-32<a <-56.又a ∈Z ,所以a =-1,此时不等式f (x )>1即为-x 2-x >0,解得-1<x <0.7.若不等式x 2+ax +4<0的解集不是空集,则实数a 的取值范围是________________.答案 (-∞,-4)∪(4,+∞)解析 由题意得Δ=a 2-4×4>0,即a 2>16.∴a >4或a <-4.8.已知集合A ={-5,-1,2,4,5},请写出一个一元二次不等式,使得该不等式的解集与集合A 有且只有一个公共元素,这个不等式可以是________________.答案 (x +4)(x -6)>0(答案不唯一)解析 因为不等式(x +4)(x -6)>0解集为{x |x >6或x <-4},解集中只有-5在集合A 中.9.设a <0,若不等式-cos 2x +(a -1)cos x +a 2≥0对于任意的x ∈R 恒成立,则a 的取值范围是________.答案 (-∞,-2]解析 令t =cos x, t ∈[-1,1],则不等式f (t )=t 2-(a -1)t -a 2≤0对t ∈[-1,1]恒成立,因此⎩⎪⎨⎪⎧f (-1)≤0,f (1)≤0⇒⎩⎪⎨⎪⎧a -a 2≤0,2-a -a 2≤0,∵a <0,∴a ≤-2.10.若二次函数f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),满足f (x +2)-f (x )=16x 且f (0)=2.(1)求函数f (x )的解析式;(2)若存在x ∈[1,2],使不等式f (x )>2x +m 成立,求实数m 的取值范围. 解 (1)由f (0)=2,得c =2,所以f (x )=ax 2+bx +2(a ≠0),由f (x +2)-f (x )=[a (x +2)2+b (x +2)+2]-(ax 2+bx +2)=4ax +4a +2b , 又f (x +2)-f (x )=16x ,得4ax +4a +2b =16x ,所以⎩⎪⎨⎪⎧4a =16,4a +2b =0,故a =4,b =-8, 所以f (x )=4x 2-8x +2.(2)因为存在x ∈[1,2],使不等式f (x )>2x +m 成立,即存在x ∈[1,2],使不等式m <4x 2-10x +2成立,令g (x )=4x 2-10x +2,x ∈[1,2],故g (x )max =g (2)=-2,所以m <-2,即m 的取值范围为(-∞,-2).11.某商品每件成本价为80元,售价为100元,每天售出100件.若售价降低x 成(1成=10%),售出商品数量就增加85x 成.要求售价不能低于成本价.(1)设该商店一天的营业额为y ,试求y 与x 之间的函数关系式y =f (x ),并写出定义域;(2)若再要求该商品一天营业额至少为10 260元,求x 的取值范围.解 (1)由题意得,y =100⎝ ⎛⎭⎪⎫1-x10·100⎝ ⎛⎭⎪⎫1+850x .因为售价不能低于成本价,所以100⎝ ⎛⎭⎪⎫1-x 10-80≥0,解得0≤x ≤2.所以y =f (x )=40(10-x )(25+4x ),定义域为{x |0≤x ≤2}.(2)由题意得40(10-x )(25+4x )≥10 260,化简得8x 2-30x +13≤0,解得12≤x ≤134.所以x 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2.12.(2022·绵阳诊断)已知正实数x ,y 满足ln x y >lg yx ,则下列选项正确的是()A.ln x >ln(y +1)B.ln(x +1)<lg yC.3x <2y -1D.2x -y >1答案 D解析 因为正实数x ,y 满足ln x y >lg yx ,所以ln x -ln y >lg y -lg x ,所以ln x +lg x >ln y +lg y ,因为函数f (x )=ln x +lg x 在(0,+∞)上单调递增,所以x >y ,对于A ,取x =4,y =3,此时ln x =ln(y +1);对于B ,取x =2,y =1,此时ln(x +1)>lg y ;对于C ,取x =3,y =2,此时3x >2y -1,故C 错误;对于D ,因为x >y ,所以2x -y >20=1,故D 正确.13.(2021·张家口月考)已知函数f (x )=4x +a ·2x -a 在x ∈(0,+∞)上的图象恒在x 轴上方,则实数a 的取值范围是________.答案 (-4,+∞)解析 函数f (x )=4x +a ·2x -a 在x ∈(0,+∞)上的图象恒在x 轴上方即4x +a ·2x -a >0在x ∈(0,+∞)上恒成立.a (2x -1)>-4x,∴a >-4x 2x -1, 令t =2x ,则4x =t 2,t >1,则0<1t <1,故a >-t 2t -1=t 21-t =11t 2-1t =1⎝ ⎛⎭⎪⎫1t -122-14, 显然⎝ ⎛⎭⎪⎫1t -122-14≥-14,故-t 2t -1≤-4, 故a >-4.14.解关于x 的不等式ax 2-(2a +1)x +2<0(a ∈R ).解 原不等式可化为(ax -1)(x -2)<0.(1)当a >0时,原不等式可化为a (x -2)⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1a <0,根据不等式的性质,这个不等式等价于(x -2)·⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1a <0. 因为方程(x -2)⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1a =0的两个根分别是2,1a ,所以当0<a <12时,2<1a ,则原不等式的解集是⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |2<x <1a ;当a =12时,原不等式的解集是;当a >12时,1a <2,则原不等式的解集是⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫1a <x <2. (2)当a =0时,原不等式为-(x -2)<0,解得x >2, 即原不等式的解集是{x |x >2}.(3)当a <0时,原不等式可以化为a (x -2)⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1a <0,根据不等式的性质,这个不等式等价于(x -2)·⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1a >0,由于1a <2.故原不等式的解集是⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <1a 或x >2. 综上所述,当a <0时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <1a 或x >2; 当a =0时,不等式的解集为{x |x >2};当0<a <12时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |2<x <1a ;当a =12时,不等式的解集为;当a >12时,不等式的解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫1a <x <2.。
第十三章⎪⎪⎪不等式选讲(选修4-5)第一节 绝对值不等式1.绝对值三角不等式定理1:如果a ,b 是实数,则|a +b |≤|a |+|b |,当且仅当ab ≥0时,等号成立. 定理2:如果a ,b ,c 是实数,那么|a -c |≤|a -b |+|b -c |,当且仅当(a -b )(b -c )≥0时,等号成立.2.绝对值不等式的解法(1)含绝对值的不等式|x |<a 与|x |>a 的解集(2)|ax +b |①|ax +b |≤c ⇔-c ≤ax +b ≤c ; ②|ax +b |≥c ⇔ax +b ≥c 或ax +b ≤-c .(3)|x -a |+|x -b |≥c ,|x -a |+|x -b |≤c (c >0)型不等式的解法: ①利用绝对值不等式的几何意义求解. ②利用零点分段法求解.③构造函数,利用函数的图象求解. [小题体验]1.(教材习题改编)设ab >0,下面四个不等式中,正确的是( ) ①|a +b |>|a |;②|a +b |<|b |;③|a +b |<|a -b |;④|a +b |>|a |-|b |. A .①和② B .①和③ C .①和④D .②和④解析:选C ∵ab >0,即a ,b 同号, 则|a +b |=|a |+|b |, ∴①④正确,②③错误.2.若不等式|kx -4|≤2的解集为{}x |1≤x ≤3,则实数k =________.解析:由|kx -4|≤2⇔2≤kx ≤6. ∵不等式的解集为{}x |1≤x ≤3, ∴k =2. 答案:23.不等式|x +1|-|x -2|≥1的解集是________. 解析:f (x )=|x +1|-|x -2|=⎩⎪⎨⎪⎧-3, x ≤-1,2x -1, -1<x <2,3, x ≥2.当-1<x <2时,由2x -1≥1,解得1≤x <2. 又当x ≥2时,f (x )=3>1恒成立. 所以不等式的解集为{}x |x ≥1. 答案:{}x |x ≥11.对形如|f (x )|>a 或|f (x )|<a 型的不等式求其解集时,易忽视a 的符号直接等价转化造成失误.2.绝对值不等式||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |中易忽视等号成立的条件.如|a -b |≤|a |+|b |,当且仅当ab ≤0时等号成立,其他类似推导.[小题纠偏]1.设a ,b 为满足ab <0的实数,那么( ) A .|a +b |>|a -b | B .|a +b |<|a -b | C .|a -b |<|||a |-|b |D .|a -b |<|a |+|b |解析:选B ∵ab <0,∴|a -b |=|a |+|b |>|a +b |.2.若存在实数x 使|x -a |+|x -1|≤3成立,则实数a 的取值范围是________. 解析:∵|x -a |+|x -1|≥|(x -a )-(x -1)|=|a -1|, 要使|x -a |+|x -1|≤3有解,可使|a -1|≤3, ∴-3≤a -1≤3,∴-2≤a ≤4. 答案:[-2,4]考点一 绝对值不等式的解法(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1.(易错题)若不等式|x -a |+3x ≤0(其中a >0)的解集为{}x |x ≤-1,求实数a 的值.解:不等式|x -a |+3x ≤0等价于⎩⎪⎨⎪⎧ x ≥a ,x -a +3x ≤0或⎩⎪⎨⎪⎧x <a ,a -x +3x ≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧x ≥a ,x ≤a4或⎩⎪⎨⎪⎧x <a ,x ≤-a 2. 因为a >0,所以不等式组的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≤-a 2 .由题设可得-a2=-1,故a =2.2.在实数范围内,解不等式|2x -1|+|2x +1|≤6. 解:法一:当x >12时,原不等式转化为4x ≤6⇒12<x ≤32;当-12≤x ≤12时,原不等式转化为2≤6,恒成立;当x <-12时,原不等式转化为-4x ≤6⇒-32≤x <-12.综上知,原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-32≤x ≤32. 法二:原不等式可化为⎪⎪⎪⎪x -12 +⎪⎪⎪⎪x +12 ≤3, 其几何意义为数轴上到12,-12两点的距离之和不超过3的点的集合,数形结合知,当x=32或x =-32时,到12,-12两点的距离之和恰好为3,故当-32≤x ≤32时,满足题意,则原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-32≤x ≤32 .3.(2015·山东高考改编)解不等式|x -1|-|x -5|<2.解:当x <1时,不等式可化为-(x -1)-(5-x )<2,即-4<2,显然成立,所以此时不等式的解集为(-∞,1);当1≤x ≤5时,不等式可化为x -1-(5-x )<2,即2x -6<2,解得x <4,所以此时不等式的解集为[1,4);当x >5时,不等式可化为(x -1)-(x -5)<2,即4<2,显然不成立.所以此时不等式无解.综上,不等式的解集为(-∞,4).[谨记通法]1.求解绝对值不等式要注意两点:(1)要求的不等式的解集是各类情形的并集,利用零点分段法的操作程序是:找零点,分区间,分段讨论.(2)对于解较复杂绝对值不等式,要恰当运用条件,简化分类讨论,优化解题过程.如“题组练透”第1题要注意分类讨论.2.求解该类问题的关键是去绝对值符号,可以运用零点分段法去绝对值,此外还常利用绝对值的几何意义求解.考点二 绝对值不等式的证明 (重点保分型考点——师生共研)[典例引领](2015·唐山三模)设不等式-2<|x -1|-|x +2|<0的解集为M ,a ,b ∈M . (1)证明:⎪⎪⎪⎪13a +16b <14;(2)比较|1-4ab |与2|a -b |的大小,并说明理由. 解:(1)证明:记f (x )=|x -1|-|x +2| =⎩⎪⎨⎪⎧3,x ≤-2,-2x -1,-2<x <1,-3,x ≥1.由-2<-2x -1<0,解得-12<x <12,则M =⎝⎛⎭⎫-12,12 . 所以⎪⎪⎪⎪13a +16b ≤13|a |+16|b |<13×12+16×12=14. (2)由(1)得a 2<14,b 2<14.因为|1-4ab |2-4|a -b |2=(1-8ab +16a 2b 2)-4(a 2-2ab +b 2) =(4a 2-1)(4b 2-1)>0, 所以|1-4ab |2>4|a -b |2, 故|1-4ab |>2|a -b |.[由题悟法]证明绝对值不等式主要的3种方法(1)利用绝对值的定义去掉绝对值符号,转化为普通不等式再证明.(2)利用三角不等式||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |进行证明. (3)转化为函数问题,数形结合进行证明.[即时应用]已知x ,y ∈R ,且|x +y |≤16,|x -y |≤14,求证:|x +5y |≤1.证明:∵|x +5y |=|3(x +y )-2(x -y )|. ∴由绝对值不等式的性质,得|x +5y |=|3(x +y )-2(x -y )|≤|3(x +y )|+|2(x -y )| =3|x +y |+2|x -y |≤3×16+2×14=1.即|x +5y |≤1.考点三 绝对值不等式的综合应用 (重点保分型考点——师生共研)[典例引领](2016·大同调研)已知函数f (x )=|2x -1|+|x -2a |. (1)当a =1时,求f (x )≤3的解集;(2)当x ∈[1,2]时,f (x )≤3恒成立,求实数a 的取值范围. 解:(1)当a =1时,由f (x )≤3,可得|2x -1|+|x -2|≤3, ∴⎩⎪⎨⎪⎧x <12,1-2x +2-x ≤3①或⎩⎪⎨⎪⎧12≤x <2,2x -1+2-x ≤3② 或⎩⎪⎨⎪⎧x ≥2,2x -1+x -2≤3.③ 解①求得0≤x <12;解②求得12≤x <2;解③求得x =2.综上可得,0≤x ≤2,即不等式的解集为[0,2]. (2)∵当x ∈[1,2]时,f (x )≤3恒成立, 即|x -2a |≤3-|2x -1|=4-2x ,故2x -4≤2a -x ≤4-2x ,即3x -4≤2a ≤4-x . 再根据3x -4的最大值为6-4=2, 4-x 的最小值为4-2=2, ∴2a =2,∴a =1, 即a 的取值范围为{1}.[由题悟法]1.研究含有绝对值的函数问题时,根据绝对值的定义,分类讨论去掉绝对值符号,将原函数转化为分段函数,然后利用数形结合解决问题,这是常用的思想方法.2.f (x )<a 恒成立⇔f (x )max <a . f (x )>a 恒成立⇔f (x )min >a .[即时应用](2015·重庆高考改编)若函数f (x )=|x +1|+2|x -a |的最小值为5,求实数a 的值. 解:当a =-1时,f (x )=3|x +1|≥0,不满足题意; 当a <-1时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-3x -1+2a , x ≤a ,x -1-2a , a <x ≤-1,3x +1-2a , x >-1,f (x )min =f (a )=-3a -1+2a =5, 解得a =-6;当a >-1时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-3x -1+2a , x ≤-1,-x +1+2a , -1<x ≤a ,3x +1-2a , x >a ,f (x )min =f (a )=-a +1+2a =5, 解得a =4.综上所述,实数a 的值为-6或4.1.(2016·福建四地六校联考)已知函数f (x )=|x -1|+|x +1|. (1)求不等式f (x )≥3的解集;(2)若关于x 的不等式f (x )≥a 2-a 在R 上恒成立,求实数a 的取值范围.解:(1)原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧ x ≤-1,-2x ≥3或⎩⎪⎨⎪⎧ -1<x ≤1,2≥3或⎩⎪⎨⎪⎧x >1,2x ≥3,解得x ≤-32或x ∈∅或x ≥32.∴不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≤-32或x ≥32. (2)由题意得,关于x 的不等式|x -1|+|x +1|≥a 2-a 在R 上恒成立. ∵|x -1|+|x +1|≥|(x -1)-(x +1)|=2, ∴a 2-a ≤2,即a 2-a -2≤0,解得-1≤a ≤2.∴实数a 的取值范围是[-1,2].2.(2016·忻州模拟)已知|2x -3|≤1的解集为[m ,n ]. (1)求m +n 的值;(2)若|x -a |<m ,求证:|x |<|a |+1.解:(1)由不等式|2x -3|≤1可化为-1≤2x -3≤1, 得1≤x ≤2,∴m =1,n =2,m +n =3.(2)证明:若|x -a |<1,则|x |=|x -a +a |≤|x -a |+|a |<|a |+1. 3.设函数f (x )=|x -1|+|x -2|. (1)求证:f (x )≥1; (2)若f (x )=a 2+2a 2+1成立,求x 的取值范围.解:(1)证明:f (x )=|x -1|+|x -2|≥|(x -1)-(x -2)|=1. (2)∵a 2+2a 2+1=a 2+1+1a 2+1=a 2+1+1a 2+1≥2,当且仅当a =0时等号成立, ∴要使f (x )=a 2+2a 2+1成立,只需|x -1|+|x -2|≥2,即⎩⎪⎨⎪⎧ x <1,1-x +2-x ≥2或⎩⎪⎨⎪⎧ 1≤x <2,x -1+2-x ≥2或⎩⎪⎨⎪⎧x ≥2,x -1+x -2≥2, 解得x ≤12或x ≥52,故x 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,12 ∪⎣⎡⎭⎫52,+∞. 4.(2016·唐山一模)已知函数f (x )=|2x -a |+|x +1|. (1)当a =1时,解不等式f (x )<3; (2)若f (x )的最小值为1,求a 的值.解:(1)当a =1时,f (x )=|2x -1|+|x +1|=⎩⎪⎨⎪⎧-3x ,x ≤-1,-x +2,-1<x <12,3x ,x ≥12,且f (1)=f (-1)=3,所以f (x )<3的解集为{}x |-1<x <1.(2)|2x -a |+|x +1|=⎪⎪⎪⎪x -a 2 +|x +1|+⎪⎪⎪⎪x -a 2 ≥⎪⎪⎪⎪1+a 2 +0=⎪⎪⎪⎪1+a2 , 当且仅当(x +1)⎝⎛⎭⎫x -a 2 ≤0且x -a2=0时,取等号. 所以⎪⎪⎪⎪1+a2 =1,解得a =-4或0.5.(2015·南宁二模)已知函数f (x )=|x -a |.(1)若f (x )≤m 的解集为{}x |-1≤x ≤5,求实数a ,m 的值; (2)当a =2且0≤t ≤2时,解关于x 的不等式f (x )+t ≥f (x +2). 解:(1)∵|x -a |≤m ,∴-m +a ≤x ≤m +a . ∵-m +a =-1,m +a =5, ∴a =2,m =3.(2)f (x )+t ≥f (x +2)可化为|x -2|+t ≥|x |. 当x ∈(-∞,0)时,2-x +t ≥-x,2+t ≥0, ∵0≤t ≤2,∴x ∈(-∞,0);当x ∈[0,2)时,2-x +t ≥x ,x ≤1+t 2,0≤x ≤1+t 2,∵1≤1+t 2≤2,∴0≤x ≤1+t2;当x ∈[2,+∞)时,x -2+t ≥x ,t ≥2,当0≤t <2时,无解,当t =2时,x ∈[2,+∞). ∴当0≤t <2时原不等式的解集为⎝⎛⎦⎤-∞,t2+1; 当t =2时原不等式的解集为[2,+∞).6.(2015·全国卷Ⅰ)已知函数f (x )=|x +1|-2|x -a |,a >0. (1)当a =1时,求不等式f (x )>1的解集;(2)若f (x )的图象与x 轴围成的三角形面积大于6,求a 的取值范围. 解:(1)当a =1时,f (x )>1化为|x +1|-2|x -1|-1>0.当x ≤-1时,不等式化为x -4>0,无解; 当-1<x <1时,不等式化为3x -2>0, 解得23<x <1;当x ≥1时,不等式化为-x +2>0,解得1≤x <2.所以f (x )>1的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x 23<x <2.(2)由题设可得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -1-2a ,x <-1,3x +1-2a ,-1≤x ≤a ,-x +1+2a ,x >a .所以函数f (x )的图象与x 轴围成的三角形的三个顶点分别为A ⎝⎛⎭⎫2a -13,0,B (2a +1,0),C (a ,a +1),则△ABC 的面积为23(a +1)2.由题设得23(a +1)2>6,故a >2.所以a 的取值范围为(2,+∞).7.(2015·郑州二检)已知函数f (x )=|3x +2|. (1)解不等式f (x )<4-|x -1|;(2)已知m +n =1(m ,n >0),若|x -a |-f (x )≤1m +1n (a >0)恒成立,求实数a 的取值范围.解:(1)不等式f (x )<4-|x -1|,即|3x +2|+|x -1|<4. 当x <-23时,即-3x -2-x +1<4,解得-54<x <-23;当-23≤x ≤1时,即3x +2-x +1<4,解得-23≤x <12;当x >1时,即3x +2+x -1<4,无解. 综上所述,x ∈⎝⎛⎭⎫-54,12 . (2)1m +1n =⎝⎛⎭⎫1m +1n (m +n )=1+1+n m +m n ≥4, 当且仅当m =n =12时等号成立.令g (x )=|x -a |-f (x )=|x -a |-|3x +2|= ⎩⎪⎨⎪⎧2x +2+a ,x <-23,-4x -2+a ,-23≤x ≤a ,-2x -2-a ,x >a .∴x =-23时,g (x )max =23+a ,要使不等式恒成立,只需g (x )max =23+a ≤4,即0<a ≤103.所以实数a 的取值范围是⎝⎛⎦⎤0,103 . 8.(2016·大庆模拟)设函数f (x )=|2x -1|-|x +4|. (1)解不等式:f (x )>0;(2)若f (x )+3|x +4|≥|a -1|对一切实数x 均成立,求a 的取值范围.解:(1)原不等式即为|2x -1|-|x +4|>0,当x ≤-4时,不等式化为1-2x +x +4>0,解得x <5,即不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≤-4,|2x -1|-|x +4|>0的解集是{}x |x ≤-4.当-4<x <12时,不等式化为1-2x -x -4>0,解得x <-1,即不等式组⎩⎪⎨⎪⎧-4<x <12,|2x -1|-|x +4|>0的解集是{}x |-4<x <-1.当x ≥12时,不等式化为2x -1-x -4>0,解得x >5,即不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥12,|2x -1|-|x +4|>0的解集是{}x |x >5.综上,原不等式的解集为{}x |x <-1或x >5.(2)∵f (x )+3|x +4|=|2x -1|+2|x +4|=|1-2x |+|2x +8|≥|(1-2x )+(2x +8)|=9. ∴由题意可知|a -1|≤9,解得-8≤a ≤10, 故所求a 的取值范围是[]-8,10.第二节 不等式的证明1.基本不等式定理1:如果a ,b ∈R ,那么a 2+b 2≥2ab ,当且仅当a =b 时,等号成立.定理2:如果a ,b >0,那么a +b2≥ab ,当且仅当a =b 时,等号成立,即两个正数的算术平均不小于(即大于或等于)它们的几何平均.定理3:如果a ,b ,c ∈R +,那么a +b +c 3≥3abc ,当且仅当a =b =c 时,等号成立.2.比较法(1)比差法的依据是:a -b >0⇔a >b .步骤是:“作差→变形→判断差的符号”.变形是手段,变形的目的是判断差的符号.(2)比商法:若B >0,欲证A ≥B ,只需证AB ≥1.3.综合法与分析法(1)综合法:一般地,从已知条件出发,利用定义、公理、定理、性质等,经过一系列的推理、论证而得出命题成立.(2)分析法:从要证的结论出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直至所需条件为已知条件或一个明显成立的事实(定义,公理或已证明的定理,性质等),从而得出要证的命题成立.[小题体验]1.设t =a +2b ,s =a +b 2+1,则s 与t 的大小关系是( ) A .s ≥t B .s >t C .s ≤tD .s <t解析:选A ∵s -t =b 2-2b +1=(b -1)2≥0,∴s ≥t .2.若a >0,b >0,a +b =2,则下列不等式对一切满足条件的a ,b 恒成立的是________(写出所有正确命题的序号).①ab ≤1;② a +b ≤2;③a 2+b 2≥2; ④a 3+b 3≥3;⑤1a +1b ≥2. 解析:令a =b =1,排除②④;由2=a +b ≥2ab ⇒ab ≤1,命题①正确; a 2+b 2=(a +b )2-2ab =4-2ab ≥2,命题③正确; 1a +1b =a +b ab =2ab ≥2,命题⑤正确. 答案:①③⑤1.在使用作商比较法时易忽视说明分母的符号.2.在用综合法证明不等式时,不等式的性质和基本不等式是最常用的.在运用这些性质时,易忽视性质成立的前提条件.[小题纠偏]1.已知a >0,b >0,则a a b b________(ab )+2a b (填大小关系).解析:∵a ab b(ab )+2a b =⎝⎛⎭⎫a b -2a b,∴当a =b 时,⎝⎛⎭⎫a b -2a b=1,当a >b >0时,ab >1,a -b 2>0,∴⎝⎛⎭⎫a b -2a b>1,当b >a >0时,0<ab <1,a -b 2<0,则⎝⎛⎭⎫a b -2a b>1,∴a a b b≥(ab ) +2a b .答案:≥2.已知a ,b ,c 是正实数,且a +b +c =1,则1a +1b +1c 的最小值为________. 解析:把a +b +c =1代入1a +1b +1c 得a +b +c a +a +b +c b +a +b +c c =3+⎝⎛⎭⎫b a +a b +⎝⎛⎭⎫c a +a c +⎝⎛⎭⎫c b +b c ≥3+2+2+2=9,当且仅当a =b =c =13时,等号成立.答案:9考点一 比较法证明不等式(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1.(2016·莆田模拟)设a ,b 是非负实数, 求证:a 2+b 2≥ab (a +b ). 证明:因为a 2+b 2-ab (a +b ) =(a 2-a ab )+(b 2-b ab ) =a a (a -b )+b b (b -a ) =(a -b )(a a -b b )=(a 12-b 12)(a 32-b 32),因为a ≥0,b ≥0,所以不论a ≥b ≥0,还是0≤a ≤b ,都有a 12-b 12与a 32-b 32同号,所以(a 12-b 12)(a 32-b 32)≥0,所以a 2+b 2≥ab (a +b ). 2. 已知a =ln 22,b =ln 33,试比较a ,b 大小. 解:∵ln 22>0,ln 33>0, ∴b a =2ln 33ln 2=log 89>1.∴b >a .[谨记通法]作差比较法证明不等式的步骤(1)作差;(2)变形;(3)判断差的符号;(4)下结论.其中“变形”是关键,通常将差变形成因式连乘积的形式或平方和的形式,再结合不等式的性质判断出差的正负.考点二 综合法证明不等式 (重点保分型考点——师生共研)[典例引领]设a ,b ,c 均为正数,且a +b +c =1,证明: (1)ab +bc +ac ≤13;(2)a 2b +b 2c +c 2a ≥1.证明:(1)由a 2+b 2≥2ab ,b 2+c 2≥2bc ,c 2+a 2≥2ca ,得a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ca . 由题设得(a +b +c )2=1,即a 2+b 2+c 2+2ab +2bc +2ca =1,所以3(ab +bc +ca )≤1,即ab +bc +ca ≤13.(2)因为a 2b +b ≥2a ,b 2c +c ≥2b ,c 2a +a ≥2c , 故a 2b +b 2c +c 2a +(a +b +c )≥2(a +b +c ), 即a 2b +b 2c +c 2a ≥a +b +c . 所以a 2b +b 2c +c 2a ≥1.[由题悟法]1.综合法证明不等式的方法综合法证明不等式,要着力分析已知与求证之间,不等式的左右两端之间的差异与联系.合理进行转换,恰当选择已知不等式,这是证明的关键.2.综合法证明时常用的不等式 (1)a 2≥0. (2)|a |≥0.(3)a 2+b 2≥2ab ,它的变形形式有:a 2+b 2≥2|ab |;a 2+b 2≥-2ab ;(a +b )2≥4ab ; a 2+b 2≥12(a +b )2;a 2+b 22≥⎝⎛⎭⎫a +b 22.(4)a +b2≥ab ,它的变形形式有:a +1a ≥2(a >0);ab +b a ≥2(ab >0); a b +ba ≤-2(ab <0).[即时应用]已知a ,b ,c >0且互不相等,abc =1.试证明:a +b +c <1a +1b +1c .证明:因为a ,b ,c >0,且互不相等,abc =1, 所以a +b +c =1bc +1ac +1ab<1b +1c 2+1a +1c 2+1a +1b 2=1a +1b +1c ,即a +b +c <1a +1b +1c .考点三 分析法证明不等式 (重点保分型考点——师生共研)[典例引领](2016·沈阳模拟)设a ,b ,c >0,且ab +bc +ca =1.求证: (1)a +b +c ≥ 3. (2)abc +b ac +cab ≥ 3(a +b +c ).证明:(1)要证a+b+c≥3,由于a,b,c>0,因此只需证明(a+b+c)2≥3.即证:a2+b2+c2+2(ab+bc+ca)≥3,而ab+bc+ca=1,故只需证明:a2+b2+c2+2(ab+bc+ca)≥3(ab+bc+ca).即证:a2+b2+c2≥ab+bc+ca.而这可以由ab+bc+ca≤a2+b22+b2+c22+c2+a22=a2+b2+c2(当且仅当a=b=c时等号成立)证得.所以原不等式成立.(2) abc+bac+cab=a+b+cabc.在(1)中已证a+b+c≥ 3. 因此要证原不等式成立,只需证明1abc≥a+b+c,即证a bc+b ac+c ab≤1,即证a bc+b ac+c ab≤ab+bc+ca.而a bc=ab·ac≤ab+ac2,b ac≤ab+bc2,c ab≤bc+ac2.所以a bc+b ac+c ab≤ab+bc+ca(当且仅当a=b=c=33时等号成立).所以原不等式成立.[由题悟法]1.用分析法证“若A则B”这个命题的模式为了证明命题B为真,只需证明命题B1为真,从而有…只需证明命题B2为真,从而有………只需证明命题A为真,而已知A为真,故B必真.2.分析法的应用当所证明的不等式不能使用比较法,且和重要不等式、基本不等式没有直接联系,较难发现条件和结论之间的关系时,可用分析法来寻找证明途径,使用分析法证明的关键是推理的每一步必须可逆.[即时应用]已知a>b>c,且a+b+c=0,求证:b2-ac<3a.证明:要证b2-ac<3a,只需证b2-ac<3a2.∵a+b+c=0,只需证b2+a(a+b)<3a2,只需证2a2-ab-b2>0,只需证(a-b)(2a+b)>0,只需证(a-b)(a-c)>0.∵a>b>c,∴a-b>0,a-c>0.∴(a-b)(a-c)>0显然成立,故原不等式成立.1.设不等式|2x-1|<1的解集为M.(1)求集合M.(2)若a,b∈M,试比较ab+1与a+b的大小.解:(1)由|2x-1|<1得-1<2x-1<1,解得0<x<1.所以M={x|0<x<1}.(2)由(1)和a,b∈M可知0<a<1,0<b<1,所以(ab+1)-(a+b)=(a-1)(b-1)>0.故ab+1>a+b.2.已知a>0,b>0,2c>a+b,求证:c-c2-ab<a<c+c2-ab.证明:要证:c-c2-ab<a<c+c2-ab,只需证:-c2-ab<a-c<c2-ab,只需证:|a-c|<c2-ab,只需证:(a-c)2<c2-ab,只需证:a2+c2-2ac<c2-ab,即证:2ac>a2+ab.因为a>0,所以只需证2c>a+b,由题设,上式显然成立.故c-c2-ab<a<c+c2-ab.3.(2015·湖南高考)设a >0,b >0,且a +b =1a +1b .证明:(1)a +b ≥2;(2)a 2+a <2与b 2+b <2不可能同时成立. 证明:由a +b =1a +1b =a +bab ,a >0,b >0, 得ab =1.(1)由基本不等式及ab =1, 有a +b ≥2ab =2, 即a +b ≥2.(2)假设a 2+a <2与b 2+b <2同时成立, 则由a 2+a <2及a >0,得0<a <1; 同理,0<b <1,从而ab <1, 这与ab =1矛盾.故a 2+a <2与b 2+b <2不可能同时成立.4.(2015·长春三模)(1)已知a ,b 都是正数,且a ≠b ,求证:a 3+b 3>a 2b +ab 2; (2)已知a ,b ,c 都是正数,求证:a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2a +b +c ≥abc .证明:(1)(a 3+b 3)-(a 2b +ab 2)=(a +b )(a -b )2. 因为a ,b 都是正数,所以a +b >0. 又因为a ≠b ,所以(a -b )2>0.于是(a +b )(a -b )2>0,即(a 3+b 3)-(a 2b +ab 2)>0, 所以a 3+b 3>a 2b +ab 2. (2)因为b 2+c 2≥2bc ,a 2>0, 所以a 2(b 2+c 2)≥2a 2bc .① 同理b 2(a 2+c 2)≥2ab 2c . ② c 2(a 2+b 2)≥2abc 2. ③①②③相加得2(a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2)≥2a 2bc +2ab 2c +2abc 2, 从而a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2≥abc (a +b +c ). 由a ,b ,c 都是正数,得a +b +c >0, 因此a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2a +b +c ≥abc .5.若a >0,b >0,且1a +1b =ab . (1)求a 3+b 3的最小值;(2)是否存在a ,b ,使得2a +3b =6?并说明理由.解:(1)由ab =1a +1b ≥2ab,得ab ≥2,且当a =b =2时等号成立.故a 3+b 3≥2a 3b 3≥42,且当a =b =2时等号成立. 所以a 3+b 3的最小值为4 2. (2)由(1)知,2a +3b ≥26ab ≥4 3.由于43>6,从而不存在a ,b ,使得2a +3b =6. 6.(2016·吉林实验中学模拟)设函数f (x )=|x -a |. (1)当a =2时,解不等式f (x )≥4-|x -1|;(2)若f (x )≤1的解集为[0,2],1m +12n =a (m >0,n >0),求证:m +2n ≥4.解:(1)当a =2时,不等式为|x -2|+|x -1|≥4,①当x ≥2时,不等式可化为x -2+x -1≥4,解得x ≥72;②当12<x <72时,不等式可化为2-x +x -1≥4,不等式的解集为∅;③当x ≤12时,不等式可化为2-x +1-x ≥4,解得x ≤-12.综上可得,不等式的解集为⎝⎛⎦⎤-∞,-12∪⎣⎡⎭⎫72,+∞. (2)证明:∵f (x )≤1,即|x -a |≤1,解得a -1≤x ≤a +1,而f (x )≤1的解集是[0,2],∴⎩⎪⎨⎪⎧a -1=0,a +1=2,解得a =1, 所以1m +12n =1(m >0,n >0),所以m +2n =(m +2n )⎝⎛⎭⎫1m +12n =2+m 2n +2nm≥2+2m 2n ·2nm=4, 当且仅当m =2,n =1时取等号.7.(2015·全国卷Ⅱ)设a ,b ,c ,d 均为正数,且a +b =c +d ,证明: (1)若ab >cd ,则a +b >c +d ;(2)a +b >c +d 是|a -b |<|c -d |的充要条件. 证明:(1)因为(a +b )2=a +b +2ab ,(c+d)2=c+d+2cd,由题设a+b=c+d,ab>cd,得(a+b)2>(c+d)2.因此a+b>c+d.(2)①必要性:若|a-b|<|c-d|,则(a-b)2<(c-d)2,即(a+b)2-4ab<(c+d)2-4cd.因为a+b=c+d,所以ab>cd.由(1),得a+b>c+d.②充分性:若a+b>c+d,则(a+b)2>(c+d)2,即a+b+2ab>c+d+2cd.因为a+b=c+d,所以ab>cd.于是(a-b)2=(a+b)2-4ab<(c+d)2-4cd=(c-d)2.因此|a-b|<|c-d|.综上,a+b>c+d是|a-b|<|c-d|的充要条件.8.已知x,y∈R,且|x|<1,|y|<1.求证:11-x2+11-y2≥21-xy.证明:法一:(分析法)∵|x|<1,|y|<1,∴11-x2>0,11-y2>0,∴11-x2+11-y2≥2(1-x2)(1-y2).故要证明结论成立,只要证明2(1-x2)(1-y2)≥21-xy成立.即证1-xy≥(1-x2)(1-y2)成立即可.∵(y-x)2≥0,有-2xy≥-x2-y2,∴(1-xy)2≥(1-x2)(1-y2),∴1-xy≥(1-x2)(1-y2)>0.∴不等式成立.法二:(综合法)∵211-x2+11-y2≤1-x2+1-y22=2-(x2+y2)2≤2-2|xy|2=1-|xy|,∴11-x2+11-y2≥21-|xy|≥21-xy,∴原不等式成立.提升考能、阶段验收专练卷(一)集合与常用逻辑用语、函数、导数及其应用(时间:70分钟 满分:104分)Ⅰ.小题提速练(限时45分钟)(一)选择题(本大题共12小题,每小题5分)1.命题“∃x 0∈∁R Q ,x 30∈Q ”的否定是( )A .∃x 0∉∁R Q ,x 30∈QB .∃x 0∈∁R Q ,x 30∉QC .∀x ∉∁R Q ,x 3∈QD .∀x ∈∁R Q ,x 3∉Q解析:选D 根据特称命题的否定为全称命题知D 正确. 2.(2015·安徽高考)下列函数中,既是偶函数又存在零点的是( ) A .y =ln x B .y =x 2+1 C .y =sin xD .y =cos x解析:选D A 是非奇非偶函数,故排除;B 是偶函数,但没有零点,故排除;C 是奇函数,故排除;y =cos x 是偶函数,且有无数个零点.3.(2015·南昌一模)若集合A ={}x |1≤3x ≤81,B ={}x |log 2x 2-x,则A ∩B =()A .(2,4]B .[2,4]C .(-∞,0)∪(0,4]D .(-∞,-1)∪[0,4]解析:选A 因为A ={}x |1≤3x≤81 ={}x |30≤3x ≤34={}x |0≤x ≤4, B ={}x |log 2x 2-x={}x |x 2-x >2={}x |x <-1或x >2,所以A ∩B ={}x |0≤x ≤4∩{}x |x <-1或x >2={}x |2<x ≤4=(2,4].4.(2016·陕西质检)已知直线y =-x +m 是曲线y =x 2-3ln x 的一条切线,则m 的值为( )A .0B .2C .1D .3解析:选B 因为直线y =-x +m 是曲线y =x 2-3ln x 的切线,所以令y ′=2x -3x =-1,得x =1或x =-32(舍),即切点为(1,1),又切点(1,1)在直线y =-x +m 上,所以m =2.5.(2016·南昌二中模拟)下列说法正确的是( )A .命题“若x 2=1,则x =1”的否命题为:“若x 2=1,则x ≠1”B .已知y =f (x )是R 上的可导函数,则“f ′(x 0)=0”中“x 0是函数y =f (x )的极值点”的必要不充分条件C .命题“存在x 0∈R ,使得x 20+x 0+1<0”的否定是:“对任意x ∈R ,均有x 2+x +1<0”D .命题“角α的终边在第一象限,则α是锐角”的逆否命题为真命题解析:选B 选项A 不正确,∵不符合否命题的定义;选项B 显然正确;选项C 不正确,命题“存在x 0∈R ,使得x 20+x 0+1<0”的否定是:“对任意x ∈R ,均有x 2+x +1≥0”;对于选项D ,原命题是假命题,故逆否命题也为假命题,故选B.6.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x ≥1,x +c ,x <1,则“c =-1”是“函数f (x )在R 上递增”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选A 若函数f (x )在R 上递增,则需log 21≥c +1,即c ≤-1.由于c =-1⇒c ≤-1,但c ≤-1⇒/ c =-1,所以“c =-1”是“f (x )在R 上递增”的充分不必要条件.7.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x, x ≤1,log 13x , x >1,则函数y =f (1-x )的大致图象是()解析:选D 当x =0时,y =f (1)=3,即y =f (1-x )的图象过点(0,3),排除A ;当x =-2时,y =f (3)=-1,即y =f (1-x )的图象过点(-2,-1),排除B ;当x =-13时,y =f ⎝⎛⎭⎫43 =log 1343<0,即y =f (1-x )的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,log 1343 ,排除C. 8.(2016·宁夏中宁一中月考)设f (x )是定义在R 上以2为周期的偶函数,已知x ∈(0,1)时,f (x )=log 12(1-x ),则函数f (x )在(1,2)上( )A .是增函数且f (x )<0B .是增函数且f (x )>0C .是减函数且f (x )<0D .是减函数且f (x )>0解析:选D 设-1<x <0,则0<-x <1,f (-x )=log 12(1+x )=f (x )>0,故函数f (x )在(-1,0)上单调递减.又因为f (x )以2为周期,所以函数f (x )在(1,2)上也单调递减且有f (x )>0.9.(2016·湖南调研)已知函数f (x )=ln x -⎝⎛⎭⎫12x -2的零点为x 0,则x 0所在的区间是( ) A .(0,1) B .(1,2) C .(2,3)D .(3,4)解析:选C ∵f (x )=ln x -⎝⎛⎭⎫12 x -2在(0,+∞)上是增函数, 又f (1)=ln 1-⎝⎛⎭⎫12 -1=ln 1-2<0, f (2)=ln 2-⎝⎛⎭⎫12 0<0, f (3)=ln 3-⎝⎛⎭⎫12 1>0, ∴x 0∈(2,3).10.(2016·洛阳统考)设函数f (x )=x |x -a |,若对∀x 1,x 2∈[3,+∞),x 1≠x 2,不等式f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,-3]B .[-3,0)C .(-∞,3]D .(0,3]解析:选C 由题意分析可知条件等价于f (x )在[3,+∞)上单调递增,又∵f (x )=x |x -a |,∴当a ≤0时,结论显然成立,当a >0时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-ax ,x ≥a ,-x 2+ax ,x <a ,∴f (x )在⎝⎛⎭⎫-∞,a 2上单调递增,在⎝⎛⎭⎫a 2,a 上单调递减,在(a ,+∞)上单调递增,∴0<a ≤3.综上,实数a 的取值范围是(-∞,3].11.(2015·全国卷Ⅰ)设函数y =f (x )的图象与y =2x+a的图象关于直线y =-x 对称,且f (-2)+f (-4)=1,则a =( )A .-1B .1C .2D .4解析:选C 设(x ,y )为函数y =f (x )的图象上任意一点,则(-y ,-x )在y =2x +a的图象上,所以有-x =2-y +a,从而有-y +a =log 2(-x )(指数式与对数式的互化), 所以y =a -log 2(-x ), 即f (x )=a -log 2(-x ),所以f (-2)+f (-4)=(a -log 22)+(a -log 24)=(a -1)+(a -2)=1,解得a =2.故选C. 12.设函数f (x )=e x (2x -1)-ax +a ,其中a <1,若存在唯一的整数x 0使得f (x 0)<0,则a 的取值范围是( )A.⎣⎡⎭⎫-32e ,1 B.⎣⎡⎭⎫-32e ,34 C.⎣⎡⎭⎫32e ,34D.⎣⎡⎭⎫32e ,1解析:选D ∵f (0)=-1+a <0,∴x 0=0. 又∵x 0=0是唯一使f (x )<0的整数,∴⎩⎪⎨⎪⎧f (-1)≥0,f (1)≥0, 即⎩⎪⎨⎪⎧e -1[2×(-1)-1]+a +a ≥0,e (2×1-1)-a +a ≥0,解得a ≥32e .又∵a <1,∴32e≤a <1.(二)填空题(本大题共4小题,每小题5分)13.(2016·江门调研)若f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x ,x ≤0,x 2-2x ,x >0,则f (x )的最小值是________.解析:当x ≤0时,f (x )=-x ,此时f (x )min =0; 当x >0时,f (x )=x 2-2x =(x -1)2-1, 此时f (x )min =-1.综上,当x ∈R 时,f (x )min =-1. 答案:-114.已知函数f (x )=x -2m 2+m +3(m ∈Z)为偶函数,且f (3)<f (5),则m =________. 解析:因为f (x )是偶函数, 所以-2m 2+m +3应为偶数.又f (3)<f (5),即3-2m 2+m +3<5-2m 2+m +3, 整理得⎝⎛⎭⎫35 -2m 2+m +3<1, 所以-2m 2+m +3>0,解得-1<m <32.又m ∈Z ,所以m =0或1.当m =0时,-2m 2+m +3=3为奇数(舍去); 当m =1时,-2m 2+m +3=2为偶数. 故m 的值为1. 答案:115.里氏震级M的计算公式为M=lg A-lg A0,其中A是测震仪记录的地震曲线的最大振幅,A0是相应的标准地震的振幅.假设在一次地震中,测震仪记录的最大振幅是1 000,此时标准地震的振幅为0.001,则此次地震的震级为________级;9级地震的最大振幅是5级地震的最大振幅的________倍.解析:根据题意,由lg 1 000-lg 0.001=6得此次地震的震级为6级.因为标准地震的振幅为0.001,设9级地震的最大振幅为A9,则lg A9-lg 0.001=9,解得A9=106,同理5级地震的最大振幅A5=102,所以9级地震的最大振幅是5级地震的最大振幅的10 000倍.答案:610 00016.已知函数f(x)的定义域为[-1,5],部分对应值如下表:f(x)的导函数y=f′(x)的图象如图所示.下列关于函数f(x)的命题:①函数f(x)的值域为[1,2];②函数f(x)在[0,2]上是减函数;③如果当x∈[-1,t]时,f(x)的最大值是2,那么t的最大值为4;④当1<a<2时,函数y=f(x)-a最多有4个零点.其中真命题的序号是________.解析:由导数图象可知,当-1<x<0或2<x<4时,f′(x)>0,函数单调递增,当0<x<2或4<x<5时,f′(x)<0,函数单调递减,当x=0和x=4时,函数取得极大值f(0)=2,f(4)=2,当x=2时,函数取得极小值f(2)=1.5.又f(-1)=f(5)=1,所以函数的最大值为2,最小值为1,值域为[1,2],①正确.②正确.因为当x=0和x=4时,函数取得极大值f(0)=2,f(4)=2,要使当x∈[-1,t]时函数f(x)的最大值是2,则t 的最大值为5,所以③不正确. 由f (x )=a ,因为极小值f (2)=1.5,极大值为f (0)=f (4)=2, 所以当1<a <2时,y =f (x )-a 最多有4个零点, 所以④正确.故真命题的序号为①②④. 答案:①②④Ⅱ.大题规范练(限时25分钟)17.(本小题满分12分)设f (x ) =a (x -5)2+6ln x ,其中a ∈R ,曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线与y 轴相交于点(0,6).(1)确定a 的值;(2)求函数f (x )的单调区间与极值. 解:(1)因为f (x )=a (x -5)2+6ln x (x >0), 故f ′(x )=2a (x -5)+6x.令x =1,得f (1)=16a ,f ′(1)=6-8a , 所以曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程为 y -16a =(6-8a )·(x -1),由点(0,6)在切线上可得6-16a =8a -6, 故a =12.(2)由(1)知,f (x )=12(x -5)2+6ln x (x >0),f ′(x )=x -5+6x =(x -2)(x -3)x .令f ′(x )=0,解得x =2或x =3. 当0<x <2或x >3时,f ′(x )>0, 故f (x )在(0,2),(3,+∞)上为增函数; 当2<x <3时,f ′(x )<0, 故f (x )在(2,3)上为减函数.由此可知f (x )在x =2处取得极大值f (2)=92+6ln 2,在x =3处取得极小值f (3)=2+6ln 3.18.(本小题满分12分)已知函数f (x )=k ·a -x (k ,a 为常数,a >0且a ≠1)的图象过点A (0,1),B (3,8).(1)求实数k ,a 的值;(2)若函数g (x )=f (x )-1f (x )+1,试判断函数g (x )的奇偶性,并说明理由. 解:(1)把A (0,1),B (3,8)的坐标代入f (x )=k ·a -x,得⎩⎪⎨⎪⎧k ·a 0=1,k ·a -3=8. 解得k =1,a =12.(2)g (x )是奇函数.理由如下: 由(1)知f (x )=2x , 所以g (x )=f (x )-1f (x )+1=2x -12x +1.函数g (x )的定义域为R , 又g (-x )=2-x -12-x +1=2x ·2-x -2x2x ·2-x +2x=-2x -12x +1=-g (x ),所以函数g (x )为奇函数.附加卷:集合与常用逻辑用语、函数、导数及其应用(教师备选)(时间:70分钟 满分:104分)Ⅰ.小题提速练(限时45分钟)(一)选择题(本大题共12小题,每小题5分)1.已知集合A ={}a ,0,B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪y =lg x 5-2x ,x ∈Z ,如果A ∩B ≠∅,则a =( )A.52 B .1 C .2D .1或2解析:选D 由题意得B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪0<x <52,x ∈Z ={}1,2,则由A ∩B ≠∅,得a =1 或2.2.(2016·长沙一模)已知函数f (x )=⎩⎨⎧x 12,x >0,⎝⎛⎭⎫12 x,x ≤0,则f [f (-4)]=( )A .-4B .4C .-14D.14解析:选B 因为f (-4)=⎝⎛⎭⎫12 -4=16,所以f [f (-4)]=f (16)=(16)12=4.3.已知函数f (x )=(m 2-m -1)x -5m -3是幂函数且是(0,+∞)上的增函数,则m 的值为( )A .2B .-1C .-1或2D .0解析:选B 因为函数f (x )为幂函数,所以m 2-m -1=1,即m 2-m -2=0,解得m =2或m =-1.因为该幂函数在(0,+∞)上是增函数,所以-5m -3>0,即m <-35.所以m=-1.4.已知命题p :∃x 0∈(-∞,0),3x 0<4x 0,命题q :∀x ∈⎝⎛⎭⎫0,π2 ,tan x >x .则下列命题中为真命题的是( )A .p ∧qB .p ∨(綈q )C .p ∧(綈q )D .(綈p )∧q解析:选D 由指数函数的单调性可知命题p :∃x 0∈(-∞,0),3x 0<4x 0为假,则命题綈p 为真;易知命题q :∀x ∈⎝⎛⎭⎫0,π2 ,tan x >x 为真,则命题綈q 为假.根据复合命题的真值表可知命题p ∧q 为假,命题p ∨(綈q )为假,命题p ∧(綈q )为假 ,命题(綈p )∧q 为真.5.(2016·沧州质检)如果函数f (x )=x 2+bx +c 对任意的x 都有f (x +1)=f (-x ),那么( )A .f (-2)<f (0)<f (2)B .f (0)<f (-2)<f (2)C .f (2)<f (0)<f (-2)D .f (0)<f (2)<f (-2)解析:选D 由f (1+x )=f (-x )知f (x )的图象关于直线x =12对称,又抛物线f (x )开口向上,∴f (0)<f (2)<f (-2).6.(2015·云南二检)设a =3log 132,b =log 1213,c =23,则下列结论正确的是( )A .a <b <cB .a <c <bC .b <a <cD .b <c <a解析:选B a =3log 132<0,1<b =log 1213=log 23<2,0<c =23<1,故a <c <b . 7.已知函数f (x )是R 上的偶函数,g (x )是R 上的奇函数,且g (x )=f (x -1),若f (0)=2,则f (2 016)的值为( )A .2B .0C .-2D .±2解析:选A ∵g (-x )=f (-x -1),∴-g (x )=f (x +1). 又g (x )=f (x -1),∴f (x +1)=-f (x -1), ∴f (x +2)=-f (x ),f (x +4)=-f (x +2)=f (x ), 则f (x )是以4为周期的周期函数, 所以f (2 016)=f (0)=2.8.已知定义在R 上的奇函数f (x )和偶函数g (x )满足f (x )+g (x )=a x -a -x +2(a >0,且a ≠1).若g (2)=a ,则f (2)等于( )A .2 B.154 C.174D .a 2解析:选B ∵f (x )为奇函数,g (x )为偶函数, ∴f (-2)=-f (2),g (-2)=g (2)=a , ∵f (2)+g (2)=a 2-a -2+2,①∴f (-2)+g (-2)=g (2)-f (2)=a -2-a 2+2,②由①,②联立得g (2)=a =2,f (2)=a 2-a -2=154. 9.已知函数f (x )=x 2-bx +a 的图象如图所示,则函数g (x )=ln x +f ′(x )的零点所在的区间是( )A.⎝⎛⎭⎫14,12B.⎝⎛⎭⎫12,1 C .(1,2) D .(2,3)解析:选B 由题图可知f (x )的对称轴x =b 2∈⎝⎛⎭⎫12,1,则1<b <2,易知g (x )=ln x +2x -b ,则g ⎝⎛⎭⎫14 =-2ln 2+12-b <0,g ⎝⎛⎭⎫12 =-ln 2+1-b <0,g (1)=2-b >0,故g (x )的零点所在的区间是⎝⎛⎭⎫12,1.10.某房地产公司计划出租70套相同的公寓房.当每套房月租金定为3 000元时,这70套公寓能全租出去;当月租金每增加50元时(设月租金均为50元的整数倍),就会多一套房子不能出租.设租出的每套房子每月需要公司花费100元的日常维修等费用(设租不出的房子不需要花这些费用).要使公司获得最大利润,每套房月租金应定为( )A .3 000元B .3 300元C .3 500元D .4 000元解析:选B 由题意,设利润为y 元,租金定为3 000+50x 元(0≤x ≤70,x ∈N). 则y =(3 000+50x )(70-x )-100(70-x ) =(2 900+50x )(70-x ) =50(58+x )(70-x ) ≤50⎝⎛⎭⎫58+x +70-x 22≤204 800,当且仅当58+x =70-x ,即x =6时,等号成立,故每月租金定为3 000+300=3 300(元)时,公司获得最大利润.11.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧m +x 2,|x |≥1,x ,|x |<1的图象过点(1,1),函数g (x )是二次函数,若函数f (g (x ))的值域是[0,+∞),则函数g (x )的值域是( )A .(-∞,-1]∩[1,+∞)B .(-∞,-1]∪[0,+∞)C .[0,+∞)D .[1,+∞)解析:选C 因为函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧m +x 2,|x |≥1,x ,|x |<1的图象过点(1,1),所以m +1=1,解得m =0,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,|x |≥1,x ,|x |<1,因为函数g (x )是二次函数,值域不会是选项A ,B ,画出函数y =f (x )的图象(如图所示),易知,当g (x )的值域是[0,+ ∞)时,f (g (x ))的值域是[0,+∞).12.已知定义在R 上的函数f (x )满足:①对任意x ∈R ,有f (x +2)=2f (x );②当x ∈[-1,1]时,f (x )=1-x 2.若函数g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x (x ≤0),ln x (x >0),则函数y =f (x )-g (x )在区间(-4,5)上的零点个数是( )A .7B .8C .9D .10解析:选C 函数f (x )与g (x )在区间[-5,5]上的图象如图所示,由图可知,函数f (x )与g (x )的图象在区间(-4,5)上的交点个数为9,即函数y =f (x )-g (x )在区间(-4,5)上零点的个数是9.(二)填空题(本大题共4小题,每小题5分)13.函数y =log 13(2x +1)(1≤x ≤3)的值域为________.解析:当1≤x ≤3时,3≤2x +1≤9, 所以-2≤y ≤-1,所求的值域为[-2,-1]. 答案:[-2,-1] 14.若函数y =xx -m在区间(1,+∞)内是减函数,则实数m 的取值范围是________. 解析:y =x x -m =1+mx -m ,由函数的图象及性质可得0<m ≤1.答案:(0,1]15.(2016·台州调考)若函数f (x )=1ax 2+bx +c(a ,b ,c ∈R)的部分图象如图所示,则b=________.解析:令g (x )=ax 2+bx +c ,由图象可知,1,3是ax 2+bx +c =0的两个根,因此a +b +c =0,9a +3b +c =0,又函数f (x )的图象过点(2,-1),则f (2)=-1,即4a +2b +c =-1,因此可得a =1,c =3,b =-4.答案:-416.关于函数f (x )=lg x 2+1|x |(x ≠0,x ∈R)有下列命题:①函数y =f (x )的图象关于y 轴对称;②在区间(-∞,0)上,函数y =f (x )是减函数; ③函数f (x )的最小值为lg 2;④在区间(1,+∞)上,函数f (x )是增函数. 其中是真命题的序号为________.解析:∵函数f (x )=lg x 2+1|x |(x ≠0,x ∈R),显然f (-x )=f (x ),即函数f (x )为偶函数,图象关于y 轴对称,故①正确;当x >0时,f (x )=lg x 2+1x =lg ⎝⎛⎭⎫x +1x ,令t (x )=x +1x ,x >0,则t ′(x )=1-1x 2,可知当x ∈(0,1)时,t ′(x )<0,t (x )单调递减,当x ∈(1,+∞)时,t ′(x )>0,t (x )单调递增,即在x =1处取到最小值为2.由偶函数的图象关于y 轴对称及复合函数的单调性可知②错误,③正确,④正确,故答案为①③④.答案:①③④Ⅱ.大题规范练(限时25分钟)17.(本小题满分12分)已知集合A ={}x |x 2-2x -3≤0,B ={x |x 2-2mx +m 2-9≤0},m ∈R.(1)若m =3,求A ∩B ;(2)已知命题p :x ∈A ,命题q :x ∈B ,若q 是p 的必要条件,求实数m 的取值范围. 解:(1)由题意知,A ={}x |-1≤x ≤3, B ={}x |m -3≤x ≤m +3. 当m =3时,B ={}x |0≤x ≤6, ∴A ∩B =[0,3].(2)由q 是p 的必要条件知,A ⊆B ,结合(1)知⎩⎪⎨⎪⎧m -3≤-1,m +3≥3解得0≤m ≤2.故实数m 的取值范围是[0,2].18.(本小题满分12分)(2016·辽宁五校联考)已知函数f (x )=ln x +1x +ax (a 是实数),g (x )=2xx 2+1+1. (1)当a =2时,求函数f (x )在定义域上的最值;(2)若函数f (x )在[1,+∞)上是单调函数,求a 的取值范围;(3)是否存在正实数a 满足:对于任意x 1∈[1,2],总存在x 2∈[1,2],使得f (x 1)=g (x 2)成立?若存在,求出a 的取值范围,若不存在,说明理由.解:(1)当a =2时,f (x )=ln x +1x +2x ,x ∈(0,+∞), f ′(x )=1x -1x 2+2=2x 2+x -1x 2=(2x -1)(x +1)x 2,令f ′(x )=0,得x =-1或x =12.。
2006年高考高三文科培优班讲义第二讲 函数与不等式函数与不等式的联缘,是高中数学知识间的最完美的结合,此类题在高考中常为中、高档,是高中数学教学的难点。
常用的不等式是:||a|-|b||≤|a ±b|≤|a|+|b|,一般解题方法为:1.图象法;2.代入消元法;3.因式分解;4.整体代入法;5.放缩法.例1 ).1x (21)x (f x ,R x ,0)1(f )x (f 2+≤≤∈=-有且对任意满足已知二次函数(1)求f(x); 925)n (f 1)2(f 1)1(f 135, 3n )2(<+++<≥ 有时求证当 解:.)1x (41)x (f )1(2+=.)1n 43424)n (f 1)2(f 1)1(f 1)n (S )2(222++++=+++=(令易见S(n)逐渐增大,故n=3时为最小 35)1819141(4)1619141(4)3(S =++>++=故时因为当,k 11k 1k )1k (1k1 3n 2--=-<≥ )]1n 1n 1()5141()4131(9141[4)n (S +-++-+-++< .9251n 4925)1n 1319141(4<+-=+-++=925)n (f 1)2(f 1)1(f 135, 3n *,N n ,<+++<≥∈ 有时当综上所述 例2.设函数f(x)=ax 2+bx+c ,对一切x ∈[-1,1],都有|f (x )|≤1, ①用f (0)、f (1)、f (-1)表示a 、b 、c ;②求证:对一切x ∈[-1,1],都有 | 2ax+b | ≤4.解: ①解由题设条件可得:f (1)=a+b+c, f (-1)=a-b+c, f (0)= c.⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=--=--+=)0(f c )]1(f )1(f [21b )]0(f 2)1(f )1(f [21a :解得 ②证明:a 、b 、c 代入2ax+b 整理得)0(xf 2)1(f )21x ()1(f )21x (b ax 2---++=+ 当x ∈[-1,1]时, | f (x )| ≤1,所以|)0(xf 2)1(f )21x ()1(f )21x (||b ax 2|---++=+|x 2||21x ||21x ||)0(f ||x 2||)1(f ||)21x (||)1(f ||)21x (|+-++≤⋅+-⋅-+⋅+≤;4x 4|b ax 2|,]21,1[x )1(≤-≤+--∈时当;2x 21|b ax 2|,]0,21[x )2(≤-≤+-∈时当;4x 21|b ax 2|,]21,0[x )3( ≤+≤+∈时当;4x 4|b ax 2|,]1,21[x )4(≤≤+∈时当综上,对一切x ∈[-1,1],都有 | 2ax+b | ≤4例3.设二次函数f(x)=ax 2+bx+c (a>0),方程f(x)-x=0的两个根x 1,x 2满足:;x f(x) x ,)x ,0(x )1.(a 1x x 01121<<∈<<<证明时当.2x x ,x x )x (f )2(1o o <=证明对称的图象关于直线设函数 解:)x (f x ,a1b x x ,0c x )1b (ax x ,x )1(1121221=--=+∴=+-+的两个根是方程 f(x)-x 1=f(x)-f(x 1)=(ax 2+bx+c)-(ax 12+bx 1+c)]ab x x a 1b )[(x x (a ]a b x x )x x )[(x x (a 212211++----=++-+-=.x )x (f ,0)x x a1)(x x (a 121<∴<+--=又由于f(x)-x=ax 2+(b-1)x+c=a(x-x 1)(x-x 2)>0得f(x)>x,所以x<f(x)<x 1.)x a1a 1b (21)2x a b (212x a 2b 2x x ,a 1b x x )2(1111o 21----=--=--=--=+则由 .2x x ,0)a 1x (21)x a 1x x (211o 2121<∴<-=--+= 2+ax+b=0有两个实根α,β,证明:(1)如果|α|<2,|β|<2,那么2|a|<4+b 且|b|<4, (2)如果2|a|<4+b 且|b|<4,那么|α|<2,|β|<2.解:(1)因α,β是方程x 2+ax+b=0的两个实根,故根的判别式Δ=a 2-4b ≥0,4|||b |,2||,2||),a (21),a (21<αβ=<β<α∆+-=β∆--=α由而不妨取,a a 816b 4a ,a 40,2)a (21222+-<-+<∆≤<∆+-<-平方得于是且a 2-4b<16+8a+a 2,由此得-4(4+b)<8a<4(4+b), 故2|a|<4+b.,0a 4|),b |4(21|a |,4|b |,b 4|a |2)2(>±+<<+<则因,)a 4(16a 8a )4|a |2(4a b 4a 2222±=+±=--<-=∆且,4a a 4,a 4,0<∆+-≤∆--<-±<∆≥∆得即又故-2<α≤β<2,得|α|<2,|β|<2.例5)]x (f )x (f [21)2x x (f R x x :)x (f R 21212,1+≤+∈都有对任意满足上的函数定义在, 则称函数f(x)是R 上的凹函数.已知二次函数f(x)=ax 2+x(a ∈R ,a ≠0).(1)求证:当a >0时,函数f(x)是凹函数;(2)如果x ∈[0,1]时,|f(x)|≤1,试求实数a 的取值范围. 解: (1)对任意x 1,x 2∈R ,∵a >0,]2x x )2x x (a [2x ax x ax )2x x (f 2)]x (f )x (f [212212221212121+++-+++=+-+ )]x (f )x (f [21)2x x f( 0)x x (a 212121221+≤+∴≥-= ∴函数f(x)是凹函数.(2)1x ax 11)x (f 11|)x (f |2≤+≤-⇔≤≤-⇔≤由 当x=0时,a ∈R ;当x ∈(0,1)时,恒成立恒成立⎪⎩⎪⎨⎧--≤++-≥∴⎩⎨⎧+-≤--≥41)21x 1(a 41)21x 1(a 1x ax 1x ax 2222∴-2≤a ≤0,结合a ≠0,得-2≤a <0. 综上,a 的范围是[-2,0].例6.已知函数f (x )=log 3(2x-a ),当点P(x',y')是函数f(x)的图象上的点时,点Q(2x',21y') 是函数y=g (x )的图象上的点.(1)求函数y=g (x )的解析式;(2)当-1<a <0时,不等式4g (x )≤f (x )的解区间的长度记为h (a ). 已知a 1≠a 2,且a 1,a 2∈(-1,0)..2)a (h )a (h )2a a (h 2121的大小并说明理由与试比较++解(Ⅰ)设Q (x ,y ),由题意知:2y y': 'y 21y ==解得 ① 又点P (x ′,y ′)在函数f (x )=log 3(2x-a )的图象上. 则y ′=log 3(2x ′-a ).将①式代入止式得:2y=log 3[2·(21x )-a]=log 3(x-a ).即:y=log 3a x -(x >a )为所求函数y=g (x )的解析式. (Ⅱ)由4g (x )≤f (x )得:4log 3a x -≤log 3(2x-a ), 即log 3(x-a )2≤log 3(2x-a ).(x >2a ), ∴(x-a )2≤2x-a ,即:x 2-2(a+1)x+a 2+a ≤0(x >2a). 解得:(a+1)-a x -≤x ≤(a+1)+a x -.设t 1=h (2a a 21+)=212a a 21++,t 2=1a 1a 2)a (h )a (h 2121+++=+, 由t21-t 22=4×2)1a ()1a (21+++-(a 1+1)-(a 2+1)-2)1a )(1a (21++. =(a 1+1)+(a 2+1)-20)1a 1a ()1a )(1a (22121>+-+=++(a 1≠a 2,a 1,a 2∈(-1,0)). ∴h (2a a 21+)>2)a (h )a (h 21+. 例7.1x x x7)x (f , 0x ,R )x (f 2++-=≥时当上的偶函数是定义在已知函数 (1)求当x<0时,f(x)的解析式;(2)试确定函数y=f(x)(x ≥0)的单调区间,并证明你的结论; (3)若x 1≥2,且x 2≥2证明:|f(x 1)-f(x 2)|<2. 解(I )若x<0则-x>0,∵f(x)是偶函数,∴1)x ()x ()x (7)x (f )x (f 2+-+---=-=)0x (1x x x72<+-=(Ⅱ)设1x ,2x 是区间),0[+∞上的任意两个实数,且21x x 0<≤,则1x x x 71x x x 7)x (f )x (f 2222121121++--++-=-)1x x )(1x x ()1x x )(x x (72221212121++++--=当1x x 021≤<≤时0x x 21<-,01x x 21<-而01x x 121>++及01x x 222>++ ∴0)x (f )x (f 21>-即f(x)在[0,1]上为减函数同理,当21x x 1<<时,0)x (f )x (f 21<-,即f(x)在),1(+∞上为增函数 (Ⅲ)∵f(x)在),1(+∞是增函数,由x ≥2得2)2(f )x (f -=≥ 又01x x 2>++,-7x<0∴01x x x7)x (f 2<++-=,∴0)x (f 2<≤-∵1x ,2x 2≥∴0)x (f 21<≤-且0)x (f 22<≤-即2)x (f 02≤-< ∴2)x (f )x (f 221<-<-∴2|)x (f )x (f |21<-能力训练1.已知a,b ∈R +且方程x 2+ax+2b=0和x 2+2bx+a=0均有实根,则a+1的最小值是 A.3 B.4 C C2.已知函数f(x)= -x-x 3,x 1,x 2,x 3∈R, 且x 1+x 2>0, x 2+x 3>0 ,x 1+x 3>0,则 f(x 1)+f(x 2)+f(x 3)的值A.一定大于零 C.等于零 D.正负都有可能 B3.设f(x)=ax 2+c,且-3≤f(1)≤1,-2≤f(2)≤3,求f(3)的最大值与最小值. 解:.13)3(f 7),1(f 35)2(f 38)3(f ≤≤-∴-= 4..|b a ||)b (f )a (f :|,b a ,x 1)x (f 2-<-≠+=求证时当已知 解:构造几何图形或放缩法.5.;)x (f ,21a )1(),,1[x ,x a x 2x )x (f 2的最小值求函数当已知函数=+∞∈++=.a ,0)x (f ),,1[x )2(的取值范围试求实数恒成立若对任意的>+∞∈解:,27)1(f )x (f ,),22[ ,2x 21x )x (f ,21a )1(min ==∞++==故上是增函数在时当,0a x 2x ,0xax 2x )x (f ),,1[x )2(22恒成立等价于恒成立在>++>++=+∞∈即a>-x 2-2x 恒成立。
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2015年高考文科数学复习试题——函数一、选择题。
(每小题5分,共50分)1. 下列函数中,定义域是R且为增函数的是()A.y=e-x B.y=x3 C.y=ln x D.y=|x|2. 下列函数中,既是偶函数又在区间(-∞,0)上单调递增的是()A.f(x)=1x2B.f(x)=x2+1 C.f(x)=x3D.f(x)=2-x3. 下列函数为偶函数的是()A.f(x)=x-1 B.f(x)=x2+x C.f(x)=2x-2-x D.f(x)=2x+2-x4. 奇函数f(x)的定义域为R.若f(x+2)为偶函数,且f(1)=1,则f(8)+f(9)=()A.-2 B.-1 C.0 D.15. 设函数f(x),g(x)的定义域都为R,且f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,则下列结论中正确的是()A.f(x)g(x)是偶函数B.|f(x)|g(x)是奇函数C.f(x)|g(x)|是奇函数D.|f(x)g(x)|是奇函数6. 设a=log37,b=21.1,c=0.83.1,则()A.b<a<c B.c<a<b C.c<b<a D.a<c<b7. 若函数y=log a x(a>0,且a≠1)的图像如图1-1所示,则下列函数图像正确的是()图1-2A BC D图1-18. 在同一直角坐标系中,函数f(x)=x a(x>0),g(x)=log a x的图像可能是()A BC D图1-29. 已知f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=x 2-3x ,则函数g (x )=f (x )-x +3的零点的集合为( )A .{1,3}B .{-3,-1,1,3}C .{2-7,1,3}D .{-2-7,1,3}10. 已知函数y =log a (x +c )(a ,c 为常数,其中a >0,a ≠1)的图像如图1-3所示,则下列结论成立的是( )图1-3A .a >1,x >1B .a >1,0<c <1C .0<a <1,c >1D .0<a <1,0<c <1二、填空题。
高三摸底测试(文科数学:集合、逻辑、函数、导数、不等式)一、 选择题(每题5分,共50分)1.设U ={1,2,3,4,5},A ={1,2,3},B ={2,3,4},则下列结论中正确的是( )A .A ⊆B B .A ∩B ={2}C .A ∪B ={1,2,3,4,5}D .A ∩(∁U B )={1}[答案] D2.命题p :∀x ∈[0,+∞),(log 32)x ≤1,则( )A .p 是假命题,﹁p :∃x 0∈[0,+∞),(log 32)x 0>1B .p 是假命题,﹁p :∀x ∈[0,+∞),(log 32)x ≥1C .p 是真命题,﹁p :∃x 0∈[0,+∞),(log 32)x 0>1D .p 是真命题,﹁p :∀x ∈[0,+∞),(log 32)x ≥1 [答案] C[解析] ∵0<log 32<1,∴y =(log 32)x 在[0,+∞)上单调递减,∴0<y ≤1,∴p 是真命题;∀的否定为“∃”,“≤”的否定为“>”,故选C.3.若f (x )是R 上周期为5的奇函数,且满足f (1)=1,f (2)=2,则f (3)-f (4)=( )A .-1B .1C .-2D .3 4. 曲线xy e =在点2(2)e ,处的切线与坐标轴所围三角形的面积为( )A.294eB.22eC.2eD.22e5.若x x x f 1)(-=,则方程x x f =)4(的根是( )A .21B .21- C .2 D .2-6.函数a ax x f 213)(-+=,在区间)1,1(-上存在一个零点,则a 的取值范围是 ( )A .511<<-a B .51>a C .51>a 或1-<a D .1-<a7.若b a lg ,lg 是方程01422=+-x x 的两个实根,则ab 的值等于()A .2B .21C .100D .10 8.函数)(x f y =的图象与)1(log 21x y -=的图象关于直线x y =对称,则)(x f =( )A .x-+21 B .x 21+ C .x 21- D .x--219. 定义在R 上的可导函数f (x ),已知y =e f′(x)的图象如下图所示,则y =f (x )的增区间是( )A .(-∞,1)B .(-∞,2)C .(0,1)D .(1,2)10.已知偶函数()f x 在区间单调递增,则满足2)()f x f x +<的x 取值范围是 ( ) A.(2,)+∞ B.(,1)-∞- C.[2,1)(2,)--+∞ D.(1,2)-二、填空题(每题5分,共20分) 11. 函数1()x f x +=的定义域是 . 12.奇函数)(x f 定义域是)32,(+t t ,则=t13.已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且满足f (x )=3x 2+2xf ′(2),则f ′(5)=________. 14.已知等差数列{}n a ,199,a a 是函数2()1016f x x x =-+的两个零点,则50208012a a a ++=__. 三、解答题(共80分)15.(12分)设A B a x a x x B x x x A ⊆=-+++==+=若},01)1(2{},04{222,求实数a 的取值范围。
函数与不等式专题一、函数的单调性1.单调性:当21x x <时,都有)()(21x f x f <,增函数 当21x x <时,都有)()(21x f x f >,减函数2.用导数求单调性:在某个区间),b a (内,如果0)('>x f ,那么函数)(x f y =在这个区间内单调递增;如果0)('<x f ,那么函数)(x f y =在这个区间内单调递减.1.函数x e x x f )3()(-=的单调递增区间是A. )2,(-∞B.(0,3)C.(1,4)D. ),2(+∞2.命题“若函数()log (0,1)a f x x a a =>≠在其定义域内是减函数,则log 20a <”的逆否命题是( )A 、若log 20a ≥,则函数()log (0,1)a f x x a a =>≠在其定义域内不是减函数B 、若log 20a <,则函数()log (0,1)a f x x a a =>≠在其定义域内不是减函数C 、若log 20a ≥,则函数()log (0,1)a f x x a a =>≠在其定义域内是减函数D 、若log 20a <,则函数()log (0,1)a f x x a a =>≠在其定义域内是减函数 3.函数f(x)=xlnx(x>0)的单调递增区间是 .4.客车从甲地以60km /h 的速度匀速行驶1小时到达乙地,在乙地停留了半小时,然后以80km /h 的速度匀速行驶l 小时到达丙地。
下列描述客车从甲地出发,经过乙地,最后到达丙地所经过的路程s 与时间t 之间关系的图象中,正确的是二、函数的奇偶性奇偶性:定义域关于原点对称,有)()(x f x f -=-,奇函数 定义域关于原点对称,有)()(x f x f =-,偶函数1.若函数x x x f -+=33)(与x x x g --=33)(的定义域均为R ,则 A. )(x f 与)(x g 与均为偶函数 B.)(x f 为奇函数,)(x g 为偶函数 C. )(x f 与)(x g 与均为奇函数 D.)(x f 为偶函数,)(x g 为奇函数2.若函数f(x)=x 3(x ∈R),则函数y=f(-x)在其定义域上是 A .单调递减的偶函数 B.单调递减的奇函数 C .单凋递增的偶函数 D .单涮递增的奇函数3.设)(x f 是定义在R 上的奇函数,当0≤x 时,x x x f -=22)(,则=)1(f ___________4.设)(x f 是周期为2的奇函数,当10≤≤x 时,)1(2)(x x x f -=,则=-)25(f ( )A.21-B.41-C.41 D.215.设函数))(1()(a x x x f ++=为偶函数,则a=__________________三、函数的定义域与反函数1.函数1()lg(1)1f x x x=++-的定义域是A .(,1)-∞-B .(1,+∞)C .(-1,1)∪(1,+∞)D .(-∞,+∞)2.函数)1lg()(-=x x f 的定义域是A.),2(+∞B. ),1(+∞C. ),1[+∞D. ),2[+∞ 3.函数)34(log 15.0-=x y 的定义域为( )A.)1,43(B.),43(+∞ C.),1(+∞ D.),1()1,43(+∞4.函数)1(log 1|2|)(2---=x x x f 的定义域为___________________________5.若函数()y f x =是函数1xy a a a =≠(>0,且)的反函数,且(2)1f =,则()f x = A .x 2logB .x21 C .x 21logD .22-x6.函数)21,(2121-≠∈+-=x R x xx y 且的反函数是( )A.)21(2121≠∈-+=x R x x x y ,且 B.)21,(2121-≠∈+-=x R x x x y 且C.)1()1(21≠∈-+=x R x x xy ,且 D.)1()1(21-≠∈+-=x R x x xy ,且7.函数)(21R x y x ∈=+的反函数是( )A.)0(log 12>+=x x yB.)1)(1(log 2>-=x x yC.)0(log 12>+-=x x yD.)1)(1(log 2->+=x x y8.已知函数)(x f 的反函数为)0(lg 21)(>+=x x x g ,则=+)1()1(g f ( ) A.0 B.1 C.2 D.4四、零点定理如果函数)(x f y =在区间[]b a ,上的图象是连续不断的一条曲线,并且0)()(<∙b f a f ,那么,函数)(x f y =在区间()b a ,内有零点,即存在),(b a c ∈,使得0)(=c f ,这个c 也就是方程0)(=x f 的根.1.在下列区间中,函数34)(-+=x e x f x 的零点所在的区间为( ) A.)0,41(-B.)410(,C.)2141(,D.)4321(, 2.若0x 是方程2lg =+x x 的解,则0x 属于区间( )A.(0,1)B.(1,1.25)C.(1.25,1.75)D.(1.75,2)3.若函数)1,0()(≠>--=a a a x a x f x 且有两个零点,则实数a 的取值范围是( )4.函数2)(-+=x e x f x 的零点所在的一个区间是( ) A.)12(--, B.)0,1(- C.)1,0( D.)2,1(5.已知a 是实数,函数2()223f x ax x a =+--.如果函数()y f x =在区间[-1,1]上有零点,求a 的取值范围.五、解不等式与线性规划1.等式2x 2-x-1>0的解集是 A .1(,1)2-B .(1, +∞)C .(-∞,1)∪(2,+∞)D .1(,)(1,)2-∞-⋃+∞2.x >0”是“32x >0”成立的A .充分非必要条件B .必要非充分条件C .非充分非必要条件D .充要条件3.已知平面直角坐标系xOy 上的区域D 由不等式⎪⎩⎪⎨⎧≤≤≤≤yx y x 2220 给定,若M (x ,y )为D 上的动点,点A 的坐标为(2,1),则z=OM ·OA 的最大值为________-A .3B .4C .32D .424.若变量,x y 满足2402500x y x y x +≤⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩,则32z x y =+的最大值是 。
5.设,a b R ∈,若||0a b ->,则下列不等式中正确的是( )A 、0b a ->B 、330a b +<C 、220a b -<D 、0b a +>6.某营养师要求为某个儿童预订午餐和晚餐.已知一个单位的午餐含12个单位的碳水化合物,6个单位的蛋白质和6个单位的维生素C;一个单位的晚餐含8个单位的碳水化合物,6个单位的蛋白质和10个单位的维生素C.另外,该儿童这两餐需要的营状中至少含64个单位的碳水化合物和42个单位的蛋白质和54个单位的维生素C.如果一个单位的午餐、晚餐的费用分别是2.5元和4元,那么要满足上述的营养要求,并且花费最少,应当为该儿童分别预订多少个单位的午餐和晚餐?六、基本的不等式:2b a ab +≤(一正二定三相等)1.若,0>x 则xx 2+的最小值为____________2.已知,0,0>>b a 则ab ba 211++的最小值是__________A.2B.22C.4D.5 3.若函数)2(21)(>-+=x x x x f 在a x =处取最小值,则=a ( )A.21+B.31+C.3D.44.若,,R b a ∈且0>ab ,则下列不等式中,恒成立的是( ) A.ab b a 222>+ B.ab b a 2≥+ C.abb a 211>+ D.2≥+ba ab5.设y x ,为正数,则)41)((yxy x ++的最小值为( )A.15B.12C.9D.6七、函数导数与极值1.求函数)(x f y =的最大值和最小值:(1)先求函数的极值:解方程0)('=x f .当0)(0'=x f 时;如果在0x 附近的左侧0)('>x f ,右侧0)('<x f ,那么)(0x f 是极大值; 如果在0x 附近的左侧0)('<x f ,右侧0)('>x f ,那么)(0x f 是极小值; (2)再求函数)(x f y =端点处的函数值)(),(b f a f(3)将函数)(x f y =的各极值与端点处的函数值)(),(b f a f 比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个最小值.2.基本初等函数的导数公式:;1)(ln )(;ln 1)(log)(;)()(;ln )()(;sin )(cos )(;cos )(sin )(;)()(0)(()(''''''1''xx f x x f a x x f x x f e x f e x f a a x f a x f x x f x x f x x f x x f xx f x x f x f c c x f axx xx ========-========-,则若,则若,则若,则若,则若,则若,则若为常数),则若ααα3.导数运算法则:[][][])0)(()()()()()()()();()()()()()();()()()(2'''''''''≠-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=∙±=±x g x g x g x f x g x f x g x f x g x f x g x f x g x f x g x f x g x f1.设a R ∈,若函数x y e ax =+,x R ∈,有大于零的极值点,则( )A 、1a <-B 、1a >-C 、1a e<- D 、1a e>-2.已知二次函数)(x g y =的导函数的图像与直线2y x =平行,且)(x g y =在x =-1处取得最小值m -1(m 0≠).设函数xx g x f )()(=.若曲线)(x f y =上的点P 到点Q(0,2)的距离的最小值为2,求m 的值3.已知函数.4)13(23)(24x x a ax x f ++-= (1)当61=a 时,求)(x f 的极值;(2)若)(x f 在)1,1(-上是增函数,求a 的取值范围.4.设函数a ax x a x x f 244)1(31)(23+++-=,其中常数.1>a(1)讨论)(x f 的单调性;(2)若当0≥x 时,0)(>x f 恒成立,求a 的取值范围.5.已知函数1)1(233)(23+++-=x a x x a x f ,其中a 为实数.(1)已知函数)(x f 在1=x 处取得极值,求a 的值;(2)已知不等式1)(2'+-->a x x x f 对任意),0(+∞∈a 都成立,求实数x 的取值范围.6.已知函数32()f x x ax b =-++(),a b ∈R . (1)求函数()f x 的单调递增区间;(2)若对任意[]3,4a ∈,函数()f x 在R 上都有三个零点,求实数b 的取值范围.八、函数表达式与应用1.已知函数()f x在区f x对任意实数x均有()(2)=+,其中常数k为负数,且()f x kf x间[]0,2上有表达式()(2)=-.f x x x求(1)f的值;f-,(2.5)2.某单位用2160万元购得一块空地,计划在该地块上建造一栋至少10层、每层2000平方米的楼房,经测算,如果将楼房建为(10)x x≥层,则每平方米的平均建筑费用为+(单位:元),为了使楼房每平方米的平均综合费用最少,该楼房应建为多少56048x层?)(注:平均综合费用=平均建筑费用+平均购地费用,平均购地费用=购地总费用建筑总面积。